Direttore del CIRIAF Università degli Studi di Perugia

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Mariano Pucci
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1 RICERCA E NUOVE APPLICAZIONI NELL EFFICIENZA ENERGETICA 26 settembre 2013 Prof. Ing. Franco Cotana Direttore del CIRIAF Università degli Studi di Perugia

2 Quale città per quale futuro? Entro il 2030, la popolazione mondiale residente nelle città, ammonterà al 60% del totale [UE COMM] Concentrare l attenzione su: Città green Amisurad uomo Sostenibilità

3 Strumenti di programmazione per disegnare la città del futuro 1) Pianificazione urbana e territoriale: PEAC PianoEnergetico ed Ambientale Comunale 2) Pianificazionedei trasporti: PUM Piano Urbano della Mobilità 3) Altri piani i di settore In particolare, per gli edifici esistenti Sistemi e strategie: riduzione dei consumi energetici; aumento del comfort interno (temperatura e umidità); aumento efficienza del sistema di illuminazione; aumento dell isolamento termico acustico; contabilizzazione dei consumi/display della consapevolezza.

gli edifici esistenti Sistemi e strategie: riduzione dei consumi energetici; aumento del comfort interno (temperatura e umidità);

4 DISPLAY della CONSAPEVOLEZZA dei CONSUMI e scelte comportamentali Risparmio energetico comportamentale t fino al 30%

5 Efficienza energetica e monitoraggio dei consumi Confronto con valori medi appartamento/palazzina/quartiere Aggiornamento attraverso internet Prezzo dell energia in tempo reale Calcolo/previsione importi in bolletta Consumi termici Consumi elettrici Consumi metano

attraverso internet Prezzo dell energia in tempo reale

6 Confronto tra consumi individuali e consumi medi di appartamenti/edifici/quartieri circostanti Quartiere pilota Condominio pilota Meccanismi di sensibilizzazione consapevolezza per gli utenti dovuti al confronto dei propri consumi rispetto ai consumi medi di pari attività.

Condominio pilota Meccanismi di sensibilizzazione consapevolezza per

7 Sperimentazione in campo BAIO Benessere Ambientale Indoor e Outdoor La realizzazione Le Testroom

8 HOT BOX and COLD BOX Sperimentazione in laboratorio Misure della resistenza termica di materiali e componenti

9 Strumenti innovativi di monitoraggio ambientale Progetto LIFE+ 2013: LIFE A Green Culture Active Green design and urban Culture Sistemi bio based per la schermatura solare ed il monitoraggio ambientale: Green terraces simulators

urban Culture Sistemi bio based per la schermatura

10 Soluzioni su vasta scala Progetto ALBEDO: COOL ROOF

11 APPLICAZIONI

12 ABCD Albedo Building green Control of global warming Desertification Firenzuola Stazione di servizio Total Circa tco 2 eq compensate con m 2 di superfici riflettenti

13 COOL ROOFS Impatto negli edifici residenziali italiani Il caso di studio Il caso di studio Abitazione monofamiliare a struttura mista c a e muratura situata a Corciano in Provincia di Perugia Abitazione monofamiliare a struttura mista c.a. e muratura, situata a Corciano, in Provincia di Perugia Scenario 0 Scenario 1 Tegole tradizionali g Tegole bianche altamente riflettenti g

14 COOL ROOFS Impatto negli edifici residenziali italiani Sviluppo del prototipo Monitoraggio in continuo

15 COOL ROOFS Impatto negli edifici residenziali italiani Tegole con rivestimento altamente riflettente e stesso impatto visivo delle tradizionali tegole comunemente usate negli edifici storici: Cool Tiles N1 - Tegola a due strati: substrato di argilla e rivestimento colorato W1 - Tegola a tre strati: substrato di argilla, ingobbio bianco e rivestimento colorato

edifici storici: Cool Tiles N1 - Tegola a due strati: substrato di argilla e rivestimento

16 COOL ROOFS Effetto isola di calore urbana Canyon urbanosperimentale: Modello fisico

17 Proposta di sistema integrato di produzione da energia rinnovabile in ambito urbano/industriale Smart TEAM Torre Energetica Ambientale Multifunzionale Balconcini Biofiltro medium cippato + essenze

18 Smart TEAM Torre Energetica Ambientale Multifunzionale 1. Copertura fotovoltaica (180 kw e ) 2. Rivestimento fotovoltaico 3. Minieolico (25 kw e ) 4. Pompe di calore geotermiche (1500 kw t ) 5. Pali di fondazione geotermici Serbatoio interrato 7. Serbatoio gravitazionale 8. Turbina idroelettrica (30 kw e ) 9. Sistemi informativi, TLC, illuminazione, monitoraggio ambientale, videosorveglianza

Pompe di calore geotermiche (1500 kw t ) 5. Pali di fondazione geotermici 5. 6. Serbatoio interrato 7.

19 Applicazioni speciali della TEAM: 1) Ipotesi di Smart TEAM in ambito urbano 2) Ipotesi di Smart TEAM in ambito industriale/produttivo 3)IpotesidiSmartTEAM inambitosportivo 4) T.E.R. Torre Energetica Rurale

20 Progetto SCER Sistemi di Climatizzazione ad En. Rinnovabili PROTOTIPO 1: Caldaia a biomassa e macchina frigo ad assorbimento Capacità di stoccaggio lorda: 20 m³ Potenza termica: 100 kw Temp. Max fluido: 106 C Temperatura massima di esercizio [ C] 106 Efficienza i > 94% Potenza elettrica assorbita [kw] 0,386 Superficie scambiatore di calore [m 2 ] 3,16 Superficie griglia [m 2 ] 0,174 Volume camera di combustione [m 3 ] 0,183 DATI GAS DI SCARICO PIENO CARICO Temperatura fumi [C ] 125 Flussi fumi [kg/s] 0,060 Volume gas di scarico [Nm 3 /h] 201 Contenuto to C0 2 nei fumi [Vol. %] 14,2 Grado di rendimento [%] 92,4

Max fluido: 106 C Temperatura massima di esercizio [ C] 106 Efficienza i > 94% Potenza elettrica assorbita [kw] 0,386 Superficie scambiatore di calore [m

21 Progetto SCER Sistemi di Climatizzazione ad En. Rinnovabili PROTOTIPO 2: Pompa di Calore geotermica con vasca di accumulo Potenza termica: 17 kw Capacità vasca: 12,5 mc

22 Progetto SCER Sistemi di Climatizzazione ad En. Rinnovabili Pompa di Calore geotermica + accumulo Analisi costi/benefici: tempo di ritorno dell investimento (12 anni ) e confronto con una caldaia a metano standard Caldaia a metano PdC geotermica 1 sonda + vasca di accumulo In assenza Credito di imposta di incentivo 65% (geotermico) 12 5

23 EFFICIENZA ENERGETICA: SETTORE DEI TRASPORTI Auto elettrica

24 EFFICIENZA ENERGETICA: SETTORE DEI TRASPORTI VANTAGGI AUTO ELETTRICA tot = 20% benzina metano tot = 18% raffineria Centrale elettrica elettricità metano carbone = 60% tot = 42% = 45% tot = 32%

25 EFFICIENZA ENERGETICA: SETTORE DEI TRASPORTI

26 EFFICIENZA ENERGETICA: SETTORE DEI TRASPORTI PIPE NET: stato e prototipi p Status: advanced concept stage with many lab experiments, preliminary feasibility study done, prototypespes built. Exhibited at Bruxelles on invitation of EU Commissary Tajani during the Stakeholders Conference on the Future of Transport (March 2009) 2 meters Terni s facility 4 meters with custom ELM

27 EFFICIENZA ENERGETICA: CONCLUSIONI a) Edilizia: a.1) adattare a le strutture u esistenti s e a nuove esigenze e di efficientamento ce e energetico e confort ambientale usando gli incentivi del 65% resi stabili dal decreto ecobonus (DL 63/2013 sulla prestazione energetica in edilizia); a.2) aumentare l efficienza energetica attraverso meccanismi di sensibilizzazione e di consapevolezza sia dei consumi energetici individuali che di questi in confronto con i consumi collettivi a livello di appartamento/edificio/quartiere; a.3) costruire nuove strutture edilizie integrate nelle città come nodi di produzionedienergia dafonti rinnovabili. Torri o isole energetiche integrate nelle SMART GRID caratterizzate da: 3.1) recupero della frazione organica di rifiuti, potature e sfalci della città; 3.2) geotermia, pompe di calore e fotovoltaico per impianti ad alta efficienza; 3.3) accumulo elettrico, termico, gravitazionale (pompaggio) e geotermico. b) Trasporti: Auto elettrica, freeduck, pipe net

28 Grazie per l attenzione! cotana@crbnet.it

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