Il Sistema Integrato Genera Innovazione e sostenibilità

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3 Il Sistema Integrato Genera Innovazione e sostenibilità Il Sistema Genera integra ed ottimizza le seguenti tecnologie: impianto fotovoltaico - giardino pensile - sistema di raffreddamento e pulizia pannelli fotovoltaici - sistema di filtrazione e accumulo dell acqua piovana. Genera è applicabile su edifici residenziali, industriali e pubblici esistenti o da realizzare, in base alle superfici disponibili e al fabbisogno di energia elettrica e di acqua della struttura. L insieme dei benefici rende il sistema integrato conveniente dal punto di vista economico e sostenibile dal punto di vista ambientale. Il tetto dell edificio ed il terreno circostante esistenti o in fase di costruzione vengono esaminati e sfruttati nel loro insieme per ridurre i consumi idrici ed energetici e per mitigare l impatto della struttura sull ambiente circostante. Genera nasce dalla consapevolezza e condivisione del cambiamento in atto verso un nuovo modello di sviluppo sostenibile. La realizzazione del sistema integrato deriva dall esperienza professionale conseguita in molti anni di lavoro, studio e collaborazioni nel settore ambientale ed è profondamente ispirata alle tendenze nordeuropee tradizionalmente all avanguardia nello sviluppo di nuove tecnologie finalizzate al rispetto dell ambiente. 1

4 Servizi offerti Ottimizzazione delle risorse naturali Gestione Tetto Gestione Tetto prevede la realizzazione simultanea ed integrata sulla copertura dell edificio dell impianto fotovoltaico, del suo sistema di raffreddamento e pulizia e del giardino pensile. L obiettivo è lo sfruttamento dello spazio disponibile per l ottenimento del massimo risparmio energetico e la gestione ottimale dell acqua piovana. Le installazioni vengono dimensionate in base alle esigenze energetiche analizzate, alle caratteristiche costruttive della copertura, alla sua esposizione ed inclinazione. Gestione Suolo Gestione Suolo prevede la realizzazione del giardino filtrante, la posa simultanea del serbatoio di accumulo ed il collegamento idraulico con l interno ed il tetto dell edificio. L obiettivo è lo sfruttamento del suolo disponibile per l accumulo ed il successivo reimpiego di acqua piovana. Le zone di filtrazione ed accumulo dell acqua vengono dimensionate in base alle esigenze idriche analizzate, alla disponibilità di terreno adiacente all edificio ed alle condizioni climatiche locali. Sistema di raffreddamento e pulizia dell impianto fotovoltaico Il sistema di raffreddamento e pulizia, disponibile con o senza giardino pensile integrato, serve ad aumentare la resa energetica dell impianto fotovoltaico oltre il 6,5% su base annua grazie alla diminuzione del surriscaldamento dei pannelli e alla pulizia simultanea da polveri e detriti che si depositano sulla superficie dei moduli fotovoltaici. 2

5 Sistema di raffreddamento e pulizia impianti fotovoltaici Aumento della resa energetica La produzione di energia elettrica di un impianto fotovoltaico è fortemente influenzata dalla temperatura delle celle che lo compongono: maggiore è la temperatura raggiunta, peggiore è il rendimento di trasformazione. Superati i 25 C, a parità di condizioni di irraggiamento solare, la potenza elettrica generata dalla cella fotovoltaica subisce un calo variabile da 0,3% a 0,5% per ogni grado di aumento della temperatura della cella stessa. Il sistema di raffreddamento impiega acqua trattata (priva di sali) e recuperabile in grado di ridurre la temperatura delle celle e nel contempo mantenere le superfici dei pannelli costantemente pulite. Il giardino pensile integrato raffredda ulteriormente i pannelli grazie all effetto naturale congiunto dell evapotraspirazione di piante e suolo ed alla capacità di riflettere parte della radiazione solare incidente. Il sistema è disponibile in due modalità in base alle caratteristiche della copertura: senza verde pensile - aumento resa su base annua: oltre il 5%; integrato a verde pensile di tipo estensivo - aumento resa su base annua: oltre il 6,5%. Il sistema è applicabile su: impianti fotovoltaici esistenti; impianti fotovoltaici in costruzione; impianti fotovoltaici su coperture inclinate e piane; impianti fotovoltaici a terra. 3

6 Sistema di raffreddamento in funzione ATTIVITÀ DI RICERCA La costruzione di un prototipo in scala reale e l attività di ricerca successiva sono servite a quantificare l aumento di producibilità dovuto al raffreddamento dell impianto fotovoltaico ed alla sua integrazione con il giardino pensile. Sono stati inoltre quantificati i costi di gestione del sistema al fine di raggiungere il giusto compromesso tra aumento di redditività e consumo di acqua necessaria. Il prototipo GENERA occupa complessivamente un area di 1700 m² ed ospita un giardino filtrante, un biolago ed una struttura di circa 120 m², dotata di copertura con verde pensile ed impianto fotovoltaico con sistema di raffreddamento. FASI DELLA RICERCA Quantificazione dell aumento di producibilità dell impianto fotovoltaico Il prototipo è stato dotato di sistemi di monitoraggio e acquisizione dei dati utili allo studio delle prestazioni energetiche ed ambientali del sistema. In particolare vengono monitorati i seguenti dati: produzione di energia elettrica fotovoltaica; dati meteorologici locali: temperatura dell aria, umidità relativa, direzione e velocità del vento, radiazione solare e precipitazioni; temperatura di cella dei moduli fotovoltaici; flusso d acqua recuperato dal tetto e flusso d acqua recuperato dal giardino filtrante. L attività di ricerca è stata effettuata attraverso le seguenti fasi: registrazioni dei dati di produzione dell impianto fotovoltaico con sistema di raffreddamento dei pannelli non funzionante e successivamente con sistema di raffreddamento attivo. Tali registrazioni sono state effettuate sia in presenza di verde pensile in prossimità dei pannelli, sia coprendo il verde pensile con guaina bituminosa al fine di eliminarne gli effetti benefici; realizzazione di un modello di simulazione dinamico, tarato attraverso i dati sperimentali effettivamente misurati, in grado di riprodurre l andamento della produzione dell impianto fotovoltaico su base annuale; valutazione su base annua dell incremento di produzione dovuto al solo effetto del raffreddamento dei pannelli mediante bagnatura e all effetto combinato di raffreddamento dei pannelli mediante bagnatura e vicinanza del verde pensile. Il modello di simulazione realizzato consente la redazione di un piano di rientro economico dell investimento personalizzabile in base alle caratteristiche di ogni singolo intervento. 4

7 Quantificazione della capacità di raccolta dell acqua del sistema integrato Genera Il prototipo è stato altresì dotato di sistemi di misurazione dell acqua di deflusso dalla copertura e dal giardino filtrante. Tali sistemi sono stati utilizzati per misurare: la capacità di recupero dell acqua utilizzata per il raffreddamento dei pannelli fotovoltaici; la capacità di deflusso e raccolta dell acqua piovana del giardino pensile; la capacità di deflusso e raccolta dell acqua piovana del giardino filtrante. INCREMENTO % TRA [W/m 2 ] Tab.1 - Intervallo di irraggiamento solare [W/m²]. Dati esemplificativi estratti dalla ricerca effettuata. Tab. 2 - Andamento dell incremento percentuale del rendimento tra [W/m²] di irraggiamento solare. Dati esemplificativi estratti dalla ricerca effettuata. 5

8 Sistema integrato Genera Il metodo operativo Olos srl gestisce e sviluppa il sistema integrato Genera e nasce dall esperienza imprenditoriale conseguita nei diversi settori. Olos è composta da un team di lavoro creato sulla base delle esperienze professionali specifiche nelle fasi di valutazione, analisi, progettazione e successiva realizzazione del sistema integrato. Il metodo operativo deriva dall integrazione delle professionalità coinvolte e rappresenta il frutto di una lunga maturazione e collaborazione. 1. Valutazione delle caratteristiche costruttive del sito e verifica dell applicabilità totale o parziale delle tecnologie disponibili tramite la gestione tetto e suolo. Acquisizione delle informazioni utili alla fase di lavoro successiva. 2. Analisi: a) Analisi del fabbisogno idrico ed energetico; b) Analisi risorse esistenti; c) Analisi climatica totale; d) Studio di fattibilità sull applicabilità dei servizi offerti; e) Condivisione con il cliente delle soluzioni individuate; f) Proposta di progetto preliminare, Preventivo e Piano di rientro economico. 3. Progettazione: Il lavoro interdisciplinare della progettazione viene eseguito nelle fasi seguenti: a) Condivisone del progetto della struttura esistente o da realizzare sulla quale intervenire e considerazioni preliminari in base all esito della fase di Analisi. Dimensionamento delle tecnologie da realizzare. b) Progettazione impianto fotovoltaico. c) Progettazione verde pensile e sistema di raffreddamento. d) Progettazione del sistema di recupero dell acqua piovana. e) Progettazione giardino filtrante. 4. Realizzazione: Le fasi di realizzazione seguono un crono programma predefinito che permette di eseguire il lavoro in maniera coordinata ed univoca. 6

9 I benefici economici del sistema integrato Genera Sistema di raffreddamento e pulizia Producibilità dell impianto fv annuale: +5% Costi di pulizia impianto fotovoltaico: -80% Sistema di raffreddamento e pulizia + giardino pensile Producibilità impianto fv annuale: +6,5% Costi di pulizia impianto fotovoltaico: -80% Costi condizionamento interno: -30%* Riduzione costi deflusso acqua piovana* Riduzione costi impermeabilizzazione** Gestione Tetto Riduzione consumi di energia elettrica: -40/60% Producibilità impianto fv annuale: +6,5% Costi di pulizia impianto fotovoltaico: -80% Costi condizionamento interno: -30%* Riduzione costi deflusso acqua piovana* Riduzione costi impermeabilizzazione** Aumento valore immobile: +10% Gestione Suolo Costo acqua potabile: -30/50%*** Riduzione costi deflusso acqua piovana*** Accesso ai seguenti incentivi ove disponibili dalle amministrazioni: Incentivazioni volumetriche di natura edilizia concesse per il risparmio sul consumo di acqua potabile a seguito della realizzazione di sistemi di raccolta e reimpiego di acqua piovana. Detrazioni fiscali previste per la riqualificazione energetica. Conto Energia Fotovoltaico. * In funzione delle dimensioni della copertura e delle caratteristiche dell edificio sottostante. ** Su edifici industriali, ove è necessaria la rimozione e sostituzione periodica della guaina impermeabilizzante. *** Il 50% di risparmio sul costo di approvvigionamento dell acqua è raggiungibile con l azione congiunta di accumulo di acqua piovana del giardino pensile e del giardino filtrante. Il giardino filtrante, integrato al giardino pensile, in condizioni ottimali permette di annullare il deflusso dell acqua piovana dal tetto assorbendola naturalmente. In questo caso è possibile annullare completamente i costi di connessione al sistema di scarico dell acqua. 7

10 8 GENERA Casi di applicazione

11 Raffreddamento e pulizia impianti fotovoltaici La Fotocromo Emiliana Srl Il progetto L impianto fotovoltaico installato sulla copertura della ditta La Fotocromo Emiliana Srl ha una potenza di 506,7 kwp, è architettonicamente integrato ed accede alla tariffa incentivante prevista dal II Conto Energia. L impianto è stato dotato del sistema di raffreddamento e pulizia contestualmente all installazione dei moduli fotovoltaici nel Il sistema è stato dimensionato e realizzato in base alle condizioni meteorologiche locali, alle esigenze idriche di funzionamento dal punto di vista qualitativo e quantitativo e, nel caso specifico, è stata sfruttata una cisterna interrata esistente per la raccolta dell acqua di risulta dei cicli di raffreddamento. 9

12 Caratteristiche dell impianto fotovoltaico Tipo impianto: architettonicamente integrato Potenza nominale installata: 506,7 kwp Anno di entrata in esercizio: 2009 Producibilità attesa impianto annua: kwh* Incentivo previsto dal II Conto Energia: 0,431 /kwh Incentivi annui percepiti: * Realizzazione strato umidificante Costi e Ricavi del sistema di raffreddamento e pulizia + 5% aumento producibilità annua: kwh + 5% aumento incentivi annuo: Costi di pulizia annui evitati: Costi di gestione del sistema di raffreddamento Costo acqua + manutenzione annui: Ricavo annuo al netto dei costi di gestione: Rientro dell investimento previsto: 30/06/2014 (in 4,5 anni) Incremento incentivi a fine ContoEnergia: ** Costi evitati nello stesso periodo: * Stima effettuata sul dato di irraggiamento medio previsto di 1180 W/m² nella zona di Bologna. ** + contributo in conto scambio. 10

13 Gestione Tetto e Gestione Suolo Sede prototipo Genera Il Progetto Gestione Tetto Sulla copertura è stato installato un impianto fotovoltaico da 8,36 kwp connesso alla rete di distribuzione Enel secondo quanto stabilito dalla Delibera 90/07 dell A.E.E.G, integrato ad un giardino pensile di tipo estensivo di 59 m² che rispetta le linee guida proposte dall organizzazione FLL e la normativa di riferimento per l Italia UNI Il sistema di raffreddamento è stato installato simultaneamente alla posa delle stratigrafie del giardino pensile e dei moduli fotovoltaici. Gestione Suolo Nella zona antistante l edificio è stato realizzato il giardino filtrante allo scopo di filtrare e raccogliere l acqua piovana disponibile. In caso di evento meteorico, l acqua incidente sulle superfici captanti del giardino pensile e del giardino filtrante, viene raccolta e convogliata in una cisterna interrata dimensionata in funzione dei seguenti parametri: dimensione del tetto (giardino pensile e impianto fotovoltaico); dimensione del giardino filtrante; esigenze idriche (sistema di raffreddamento, utenze interne, giardino pensile, verde ornamentale); capacità di recupero dell acqua utilizzata per il raffreddamento dei pannelli fotovoltaici; pluviometria locale. 11

14 Caratteristiche della Gestione Tetto Impianto fotovoltaico: integrato / anno 2009 Potenza nominale installata: 8,36 kwp Producibilità attesa impianto annua: kwh* Incentivo previsto dal II Conto Energia: 0,451 /kwh Giardino Pensile: estensivo - m² 59 Stratigrafie: spessore 12 cm Coefficiente di deflusso: 0,2 Realizzazione giardino filtrante Caratteristiche della Gestione Suolo Superficie captante: m² 256 Coefficiente di deflusso: 0,65 Costi e Ricavi Gestione Tetto e Suolo Incentivi annui percepiti: ** + 6,5% aumento producibilità annua: 641 kwh + 6,5% aumento incentivi annuo: 289 Costi di pulizia annui evitati: 600 Risparmio annuo consumi elettrici: 750 Risparmio annuo consumo acqua potabile: 190 Aumento valore immobile stimato: *** Rientro previsto investimento: 30/06/2016 (in 6,5 anni)*** * Stima effettuata sull irraggiamento previsto di 1180 W/m² nella zona di Bologna. ** + contributo in conto scambio. *** In funzione dell aumento di classe energetica conseguito. Nel rientro non è calcolato l aumento di valore dell immobile. 12

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16 Genera Sistema Integrato Via Casteldebole, 10/ Bologna Tel

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