USI TERMICI DELLE FONTI RINNOVABILI -...

Workshop: Usi termici delle fonti rinnovabili Workshop: Usi termici delle fonti rinnovabili Roma, 11 novembre 2009Roma, 11 novembre 2009

12/11/200912/11/2009 Laboratorio di certificazione collettori e sistemi solari. Laboratorio di certificazione collettori e sistemi solari. Centro Ricerche ENEA Centro Ricerche ENEA TrisaiaTrisaia

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Ing. Giacobbe BRACCIO(e-mail: [email protected] - Telefono: 0835.974387 )

WorkshopWorkshop

USI TERMICI DELLE FONTI RINNOVABILIUSI TERMICI DELLE FONTI RINNOVABILI

Solare termico: stato e prospettive tecnologiche

Roma, 11 novembre 2009Roma, 11 novembre 2009ENEA ENEA –– Via Giulio Romano, 41Via Giulio Romano, 41



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Mercato Italiano

Fonte: Assolterm/ESTIFSolar Thermal Markets in Europe Trends and Market statistics 2008 (May 2009)

kWth

m²

kWth

m²



33

Aspetti generali: comparazione energia per usi finali

• Presumibilmente a fine 2009 installati circa 2,0 Milioni di m²

• Corrispondente in energia per usi finali pari a 0,13Mtep

• Confrontando con il FV ciò richiede una potenza di picco installata pari a circa 1250 MWp



44

• Settore civile– Produzione di acqua calda sanitaria (collettori a bassa temperatura)– Sistemi combinati per la climatizzazione invernale (Comby-system che utilizzano

collettori a bassa temperatura)– Climatizzazione estiva degli ambienti (Solar cooling applicato al settore

residenziale e commerciale con collettori a bassa e/o media temperatura)

• Settore industriale– Produzione di calore di processo a bassa e media temperatura– Produzione di freddo per l’industria alimentare (media temperatura)– Produzione di acqua dissalata mediante processi termici (bassa e media

temperatura)

SETTORI DI INTERESSE PER GLI USI TERMICI DELL’ENERGIA SOLARE



55

• BASSA TEMPERATURA

– Collettori scoperti per applicazioni stagionali– Collettori vetrati piani per applicazioni civili (ACS, climatizzazione residenziale)

ed industriali (dissalazione)– Collettori a tubi evacuati per applicazioni civili ed industriali dove sono richieste

performance più elevate rispetto a quelle ottenibili con collettori vetrati piani (Collettori a tubi evacuati con CPC, Heat-pipe)

• MEDIA TEMPERATURA

– Collettori a debole concentrazione (CPC) per usi civili ed industriali– Collettori parabolici lineari (PTC) per usi civili ed industriali

STATO DELLE TECNOLOGIE



66

G F M A M G L A S O N D

Fabbisogno annuale di acqua calda

Comby-system-Sistema per acqua calda alimentato da 6 m2 collettori solari

Radiazione solare incidente

Resa energetica

Energia persa



77

Radiazione solare incidente

G F M A M G L A S O N D

Fabbisogno annuale di acqua calda

Sistema combinato acqua calda sanitaria e riscaldamento ambientealimentato da 12 m² collettori solari

Resa energetica

Energia persa

Fabbisogno risc. Ambiente domestico



88



99

Solar cooling: tecnologie

Fonte: Politecnico di Milano



1010

Concentratori a media temperatura di tecnologia nazionale

Concentratori parabolici lineari ad inseguimento

Sistema a specchilineari di Fresnel

Sistema a doppiaconcentrazione



1111

Osservazioni generale su solar coolingCOP più basso rispetto alle macchine a compressione

Ipotesi costo energia elettrica 18 c€/KWhe

Ipotesi COP 0,6 (bromuro di litio singolo stadio)

Pertanto 1 Kwe per effetto equivale 5 KWt, pertanto il KWht equivale 3,6 c€

Considerando in funzionamento solo estivo (500 KWt/mq) il valore annuo dell’energia elettrica per mq di collettore solare è di circa 18-20 €

Per cui nell’ipotesi anche di costi complessivi intorno anche 1000 €/Mq, comporta tempi di ritorno lunghissimi non sostenibili nemmeno con il 55%

Pertanto senza specifici forti incentivi è difficile da sostenere



1212

Sviluppi tecnologici futuri• Collettori solari ad alta efficienza ed integrazione negli edifici

– Sviluppi di sistemi solari integrati negli edifici– Miglioramento delle proprietà ottiche dei materiali (coating selettivi innovativi,

trattamenti anti-riflesso)– Miglioramento delle prestazioni termo-fluidodinamiche di collettori– Isolamenti termici innovativi (utilizzanti ad es. nanotecnologie)– Uso di materiali polimerici– Miglioramento dei sistemi di inseguimento e concentrazione per applicazioni a

media ed alta temperatura

• Accumuli– Accumuli chimici; stagionali (serbatoi interrati, accumulo diretto nel terreno con

scambiatori interrati); etcc.– Ottimizzazione sistemi di controllo

• Sistemi ibridi termo/fotovoltaici


NORMATIVA EUROPEArelativa alle applicazioni del solare termico

Impianti solari termici e loro componenti - Collettori solari - Parte 1: Requisiti generali

EN 12975-1:2006

Impianti solari termici e loro componenti - Collettori solari - Parte 2: Metodi di prova

EN 12975-2:2006

Standard inerenti i sistemi Custom Built attualmente in fase di valutazione e/o sviluppo

EN 12977-1/5

Impianti solari termici e loro componenti - Impianti Factory Made -Parte 2: Metodi di prova

EN 12976-2:2006

Impianti solari termici e loro componenti - Impianti Factory Made -Parte 1: Requisiti generali

EN 12976-1:2006

ArgomentoNORMA


Modifiche normative su tecnologie esistenti:Modifiche normative su tecnologie esistenti:

In ambito CEN/TC 312 sono in corso attività finalizzate a ridefinire le normativa esistente per adeguarla all’evoluzione delle tecnologie esistenti.

In particolare le attività riguardano:

• Adattamento degli standard esistenti ai collettori ad inseguimento e/o a concentrazione • Collettori scoperti: affinamento dei test che tengano conto delle caratteristiche peculiari

di tali collettori• Definizione delle specifiche e dei metodi di prova sui componenti costituenti il collettore • Caratterizzazione energetica e qualificazione di collettori a tubi evacuati• Miglioramento delle procedure di prova riguardanti l’invecchiamento accelerato

(esposizione)• Caratterizzazione della resa energetica annua del collettore



1515

Nuove normative per tecnologie emergenti:Nuove normative per tecnologie emergenti:

In ambito CEN/TC 312 sono in corso attività finalizzate a definire requisiti e procedure di test per nuove normative da applicare a tecnologie emergenti.

Sistemi ibridi termo/fotovoltaici (TFV)

Collettori polimerici

Collettori solari per medie temperatura

Collettori per alte temperature


NORMATIVA TECNICA NAZIONALErelativa alle applicazioni del solare termico

Energia solare – Vocabolario.UNI EN ISO 9488:2001

Collettori solari piani ad aria. Determinazione del rendimento termico.UNI 8937:1987

Impianti solari. Accumuli ad acqua. Metodi di prova.UNI 8873-2:1987

Impianti solari. Accumuli ad acqua. Criteri di accettazione.UNI 8873-1:1987

Energia solare. Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia. Valutazione degli apporti ottenibili mediante sistemi attivi o passivi.

UNI 8477-2:1985

Impianti termici utilizzanti energia solare. Dati per l'offerta,ordinazione e collaudo.

UNI 9711:1991

Energia solare. Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia. Valutazione dell' energia raggiante ricevuta.

UNI 8477-1:1983

Impianti di riscaldamento ad energia solare. Terminologia, funzioni, requisiti e parametri per l' integrazione negli edifici.

UNI 8211:1981

ArgomentoNORMA



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Ruolo Laboratorio Enea TrisaiaQualificazione di componenti e sistemi solari a bassa temperatura a

supporto delle politiche di incentivazione (Laboratorio accreditato SINAL)

Caratterizzazione energetica di collettori a media temperatura, a supporto delle imprese operanti nei settori civile (solar cooling) ed industriale (produzione di calore di processo)

Delegati nel TC312 e coordinatori del Gruppo Solare termico CTI, per la definizione di normativa tecnica Europea per la qualificazione componenti. A livello Nazionale definizione di normative per la progettazione ed il collaudo impianti in risposta alle esigenze provenienti dal settore industriale. Al fine di una maggiore condivisone qualità ed efficacia si auspica che il gruppo tecnico aumenti quanto più di partecipanti

Attività di ricerca sulle tecnologie emergenti



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http://http://www.enea.itwww.enea.ithttp://http://www.trisaia.enea.itwww.trisaia.enea.it

Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile

Centro Ricerche TRISAIA

Laboratorio di certificazione collettori e sistemi solari

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