SOLAR COOLING Energia solare per il condizionamento ambientale

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1 SOLAR COOLING Energia solare per il condizionamento ambientale ing. Stefano Alessandrini PhD student 26 giugno 2014 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA LABORATORIO ENESYSLAB

2 STEFANO ALESSANDRINI Laurea specialistica in Ingegneria Meccanica all università di Trieste PhD presso EnesysLab all università di Trieste Design and optimization of fluid machines and power plants 2 Solar cooling- Stefano Alessandrini

3 AGENDA Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Introduzione al solar cooling e motivi d interesse Metodi di utilizzo dell energia solare per il solar cooling 3 Solar cooling - Stefano Alessandrini

4 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Studio ENEA: produttività impianto solare oscilla tra 600 e 800 kwh/m 2 Costo di impianto di produzione di acqua calda sanitaria dipende da diversi fattori: dimensioni impianto presenza di elementi di integrazione Per uso domestico: tra gli 800 e i 1200 euro a m 2 4 Solar cooling - Stefano Alessandrini

5 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Risparmio ottenibile su prezzi 2012 di gas ed elettricità per una produzione di 700 kwh termici annui per m 2 di collettore: caso caldaia a gas -> PBP anni caso boiler elettrici -> PBP 6 7 anni INCENTIVI e OBBLIGHI DI LEGGE hanno favorito la diffusione spontanea di questa tecnologia 5 Solar cooling - Stefano Alessandrini

6 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Per gli interventi di installazione di collettori solari termici, anche abbinati a sistemi di solar cooling l incentivo è calcolato secondo la seguente formula: I è l incentivo annuo in euro; a tot C i è il coefficiente di valorizzazione dell energia termica prodotta espresso in /mq di superficie solare lorda; S l è la superficie solare lorda dell impianto, espressa in metri quadrati. 6 Solar cooling - Stefano Alessandrini

7 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Gli incentivi del CONTO TERMICO per interventi di installazione di collettori solari termici (DM 28 dicembre 2012) Tipologia di intervento C i per gli impianti con superficie solare lorda inferiore o uguale a 50 m 2 C i per gli impianti con superficie solare lorda superiore a 50 m 2 Impianti solari termici 170 ( /mq) 55 ( /mq) Impianti solari termici con sistema di solar cooling Impianti solari termici a concentrazione 255 ( /mq) 83 ( /mq) 221 ( /mq) 72 ( /mq) Impianti solari termici a concentrazione con sistema di solar cooling 306 ( /mq) 100 ( /mq) Criteri di ammissibilità: 7 Solar cooling - Stefano Alessandrini

8 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo D.Lgs : obbligo di installare sistemi a fonti rinnovabili capaci di soddisfare almeno il 50 % del bisogno di acqua calda sanitaria Fino al 2011 sono mancati i decreti attuativi per il D.Lgs.311, obbligo solo in regioni ed enti locali che lo hanno introdotto autonomamente: Lombardia, Emilia Romagna, Trentino, Liguria, Umbria, Lazio, Piemonte e circa 300 comuni. 8 Solar cooling - Stefano Alessandrini

9 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Con il decreto sulle rinnovabili, approvato il 3 marzo 2011, l'obbligo del 2006 ha trovato attuazione a livello nazionale Nel caso di edifici nuovi o sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il rispetto della copertura del 50% dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria e delle seguenti percentuali della somma dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento: 20% quando per richiesta presentata dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013 il 35% quando la richiesta è presentata dal 1 gennaio 2014 al 31 dicembre 2016 il 50% quando la richiesta è rilasciata dal 1 gennaio Solar cooling - Stefano Alessandrini

10 Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo Inoltre, sempre nell ottica della promozione di tecnologie efficienti, e per rimuovere gli ostacoli di natura tariffaria, l Autorità per l energia elettrica e il gas con delibera 607/2013/R/eel del 19 dicembre, tra le altre cose ha stabilito l introduzione della tariffa elettrica D1 applicabile, a livello sperimentale e su base volontaria, ai clienti domestici che hanno deciso di riscaldare la propria casa utilizzando esclusivamente pompe di calore. A partire da luglio 2014 si prevede una fase sperimentale che si concluderà con la fine dell attuale periodo regolatorio nel Solar cooling - Stefano Alessandrini

11 Introduzione al solar cooling e motivi d interesse SOLAR COOLING: abbinare a pannelli solari termici una macchina frigorifera miscela di acqua e glicole acqua 11 Solar cooling - Stefano Alessandrini

12 Introduzione al solar cooling e motivi d interesse Questa tecnologia risponde a diverse esigenze di razionalizzzazione dell uso dell energia. L aumento di condizionamento nei mesi estivi ha portato allo spostamento dei picchi di consumo elettrico dai mesi invernali a quelli estivi ma per fortuna... PIU SOLE -> PIU FREDDO PRODUCIBILE TRAMITE SOLAR COOLING 12 Solar cooling - Stefano Alessandrini

13 Introduzione al solar cooling e motivi d interesse Alcune considerazioni: concomitanza tra massimi di prelievo di energia elettrica e di irraggiamento estivo è l osservazione alla base di tecnologie adatte all impiego di tecnologie adatte all impiego dell energia solare la scelta di un adeguato sistema di captazione solare è di fondamentale importanza per il funzionamento delle macchine frigorifere abbinato all analisi dei fabbisogni termici dell edificio su cui si interviene 13 Solar cooling - Stefano Alessandrini

14 Introduzione al solar cooling e motivi d interesse Ricerca e innovazione in termini di maggiori efficienze dei singoli componenti impiantistici Obiettivo: impianti con potenza inferiore a 20 kw ambito residenziale ridurre i costi delle macchine frigorifere 14 Solar cooling - Stefano Alessandrini

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17 Vantaggi dati dall utilizzo di tecnologie di solar cooling: Benefici ambientali Benefici tecnologici Benefici economici 17 Solar cooling - Stefano Alessandrini

18 Benefici ambientali: Risparmio energetico e riduzione delle emissioni di gas serra Concomitanza tra il picco di richiesta di reffrescamento e la disponibilità della fonte solare User friendly: fluidi di lavoro non pericolosi ( a differenza dei chiller a compressione che utilizzano fluidi potenzialmente inquinanti) 18 Solar cooling - Stefano Alessandrini

19 Benefici tecnologici: Semplicità impiantistica Compatibili con soluzioni per l accumulo termico Applicabili in molti settori in cui ci sia richiesta di acqua calda, aria calda, acqua fredda o aria fredda 19 Solar cooling - Stefano Alessandrini

20 Benefici economici: All aumentare del numero di impianti solari termici abbinati al solar cooling i prezzi dell energia potrebbero ritardare la loro crescita comunque inarrestabile Creazione di nuovi posti di lavoro e figure professionali a livello regionale e locale, offrendo possibilità di sviluppo alle economie di industria locali 20 Solar cooling - Stefano Alessandrini

21 Svantaggi dati dall utilizzo di tecnologie di solar cooling: Svantaggi economici Svantaggi tecnologici 21 Solar cooling - Stefano Alessandrini

22 Svantaggi economici: Alti costi di investimento iniziale e alti costi di installazione Lunghi tempi di rientro dell investimento 22 Solar cooling - Stefano Alessandrini

23 Svantaggi tecnologici: Bassa efficienza (COP) in confronto alle tecnologie tradizionali con chiller a compressione Consumo d acqua Tecnologie non completamente autonome: necessitano di essere integrate con altre tecnologie a causa della discontinuità della fonte solare Mancanza di know-how e di soluzioni plug&play Mancanza di unità di piccola taglia (inferiori a 50 kw), adatte all utilizzo residenziale 23 Solar cooling - Stefano Alessandrini

24 Sistemi a ciclo aperto: essiccamento solido con ruote entalpiche REGENERATION SUPPLY 24 Solar cooling - Stefano Alessandrini

25 Sistemi a ciclo chiuso: macchina ad assorbimento 25 Solar cooling - Stefano Alessandrini

26 Sistemi a ciclo chiuso: macchina ad adsorbimento 26 Solar cooling - Stefano Alessandrini

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41 GRAZIE PER L ATTENZIONE Stefano Alessandrini PhD t e salessandrini@units.it w UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA - LABORATORIO ENESYSLAB