Il calcolo del fabbisogno di energia primaria e quota rinnovabile (QR)

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1 Il calcolo del fabbisogno di energia primaria e quota rinnovabile (QR) G.L. Morini Laboratorio di Termotecnica Dipartimento di Ingegneria Industriale Viale Risorgimento 2, Bologna gianluca.morini3@unibo.it

2 DLgs 3 marzo 2011, n.28 DECRETO LEGISLATIVO 3 marzo 2011, n. 28 Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell'uso dell'energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE. Art. 1 Finalità 1. Il presente decreto, in attuazione della direttiva 2009/28/CE e nel rispetto dei criteri stabiliti dalla legge 4 giugno 2010 n. 96, definisce gli strumenti, i meccanismi, gli incentivi e il quadro istituzionale, finanziario e giuridico, necessari per il raggiungimento degli obiettivi fino al 2020 in materia di quota complessiva di energia da fonti rinnovabili sul consumo finale lordo di energia e di quota di energia da fonti rinnovabili nei trasporti.

3 DLgs 3 marzo 2011, n.28 Art. 2 Definizioni a) «energia da fonti rinnovabili»: energia proveniente da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas; b) «energia aerotermica»: energia termica accumulata nell aria c) «energia geotermica»: energia termica immagazzinata nella crosta terrestre; d) «energia idrotermica»: energia termica immagazzinata nelle acque superficiali;

4 DLgs 3 marzo 2011, n.28 Art. 2 Definizioni g) «teleriscaldamento» o «teleraffrescamento»: la distribuzione di energia termica in forma di vapore, acqua calda o liquidi refrigerati, da una o più fonti di produzione verso una pluralità di edifici o siti tramite una rete, per il riscaldamento o il raffreddamento di spazi, per processi di lavorazione e per la fornitura di acqua calda sanitaria;

5 DLgs 3 marzo 2011, n.28 Art. 11 Obbligo di integrazione delle FER in edifici di nuova costruzione e in edifici esistenti sottoposti a ristrutturazioni rilevanti 1. I progetti di edifici di nuova costruzione e di ristrutturazioni rilevanti prevedono l'utilizzo di FER per la copertura dei consumi di calore, di elettricità e per il raffrescamento secondo i principi minimi di integrazione e le decorrenze di cui all All. 3. Le leggi regionali possono stabilire incrementi dei valori di cui all All Gli impianti alimentati da FER realizzati ai fini dell assolvimento degli obblighi di cui all All. 3 accedono agli incentivi statali previsti per la promozione delle FER, limitatamente alla quota eccedente quella necessaria per il rispetto dei medesimi obblighi.

6 DLgs 3 marzo 2011, n.28 ALLEGATO 3: Obblighi per i nuovi edifici o gli edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti 1. Nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto: - del 50% dei consumi previsti per ACS e delle seguenti percentuali (somma dei consumi previsti per ACS, riscaldamento e raffrescamento): a) il 20 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è tra 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013; b) il 35 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è tra 1 gennaio 2014 al 31 dicembre 2016; c) il 50 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1 gennaio 2017.

7 DLgs 3 marzo 2011, n.28 ALLEGATO 3 (segue) 2. Gli obblighi di cui al comma 1 non possono essere assolti tramite impianti da FER che producano esclusivamente energia elettrica la quale alimenti, a sua volta, dispositivi o impianti per la produzione di acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento. 4. In caso di utilizzo di pannelli solari termici o fotovoltaici disposti sui tetti degli edifici, i predetti componenti devono essere aderenti o integrati nei tetti medesimi, con la stessa inclinazione e lo stesso orientamento della falda. 5. L obbligo di cui al comma 1 non si applica qualora l edificio sia allacciato ad una rete di teleriscaldamento che ne copra l intero fabbisogno di calore per il riscaldamento degli ambienti e la fornitura di acqua calda sanitaria. 6. Per gli edifici pubblici gli obblighi di cui ai precedenti commi sono incrementati del 10%.

8 DLgs 3 marzo 2011, n.28 ALLEGATO 3 (segue) 3. Nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, la potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili che devono essere obbligatoriamente installati sopra o all'interno dell'edificio o nelle relative pertinenze, misurata in kw, è calcolata secondo la seguente formula: dove P S/K -S è la superficie in pianta dell'edificio al livello del terreno, misurata in m² a) K = 80, (titolo edilizio:31 maggio dicembre 13); b) K = 65, (titolo edilizio:1 gennaio dicembre 16); c) K = 50, (titolo edilizio: dal 1 gennaio 2017).

9 DLgs 3 marzo 2011, n.28 ALLEGATO 3 (segue) 7. L'impossibilità tecnica di ottemperare, in tutto o in parte, agli obblighi di integrazione di cui ai precedenti paragrafi deve essere evidenziata dal progettista nella relazione tecnica di cui all'art. 4, co. 25, del D.P.R. 2 aprile 2009, n. 59 e dettagliata esaminando la non fattibilità di tutte le diverse opzioni tecnologiche disponibili. 8. Nei casi di cui al co. 7, è fatto obbligo di ottenere un indice di prestazione energetica complessiva dell'edificio (I) nel rispetto della seguente formula: I I % % effettiva obbligo 4 P P effettiva obbligo

10 DLgs 3 marzo 2011, n.28 ALLEGATO 3 (segue) 8.(segue) I I % % effettiva obbligo dove: - % obbligo è la percentuale della somma dei consumi previsti per ACS, il riscaldamento e il raffrescamento che deve essere coperta, ai sensi del comma 1, tramite FER; - % effettiva è la percentuale effettivamente raggiunta dall'intervento; - P obbligo è la potenza elettrica degli impianti alimentati da FER che devono essere obbligatoriamente installati ai sensi del comma 3; - P effettiva è la potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili effettivamente installata sull'edificio. 4 P P effettiva obbligo

11 RER - DGR 1366/2011 Allegato 2 - Punto 21 Per tutte le categorie di edifici, così come classificati in base alla destinazione d uso all articolo 3 del DPR 26 agosto 1993, n. 412, è fatto obbligo in sede progettuale di prevedere l utilizzo di fonti rinnovabili a copertura di quota parte dei consumi di energia termica dell edificio. a) Nuova installazione di impianti termici o di ristrutturazione degli impianti termici in edifici esistenti: l impianto termico e/o l impianto tecnologico idricosanitario deve essere progettato e realizzato in modo da garantire la copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, del 50% dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria;

12 RER - DGR 1366/2011 Allegato 2 - Punto 21 FER termiche b) Nuova costruzione o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti: l'impianto termico e/o l'impianto tecnologico idrico-sanitario deve essere progettato e realizzato in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, 1)del 50% dei consumi previsti per l'acqua calda sanitaria e delle seguenti percentuali dei consumi di energia termica; 2a) del 35% della somma dei consumi complessivamente previsti per l'acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento (31 maggio dicembre 2014); 2b) del 50% della somma dei consumi complessivamente previsti per l'acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento dal 1 gennaio 2015.

13 RER - DGR 1366/2011 Allegato 2 Punto 21 FER termiche I limiti sono ridotti del 50% nei centri storici. I limiti sono incrementati del 10% per gli edifici pubblici. Gli obblighi non possono essere assolti tramite impianti da fonti rinnovabili che producano esclusivamente energia elettrica utilizzata per la produzione diretta di energia termica (effetto Joule) per la produzione di ACS, il riscaldamento e il raffrescamento. Gli obblighi sono assolti anche: -se viene installata una unità di micro- o piccola cogenerazione ad alto rendimento in grado di produrre energia termica a copertura di quote equivalenti dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento, -nel caso di collegamento alle reti di teleriscaldamento, -mediante la partecipazione in quote equivalenti in potenza di impianti di produzione di energia termica alimentati da fonti rinnovabili.

14 RER - DGR 1366/2011 Allegato 2 - Punto 22 FER elettriche Per tutte le categorie di edifici (art. 3 DPR 26 agosto 1993, n. 412) è fatto obbligo di prevedere l utilizzo di FER a copertura di quota parte dei consumi di energia elettrica dell edificio. A tale fine è obbligatoria l'installazione di impianti per la produzione di energia elettrica alimentati da FER con caratteristiche tali da garantire il contemporaneo rispetto delle condizioni seguenti: a) potenza elettrica P non inferiore a 1 kw per unità abitativa e 0,5 kw per ogni 100 m 2 di superficie utile energetica di edifici ad uso non residenziale; b) potenza elettrica P installata non inferiore a: P = Sq /65, richiesta del titolo edilizio dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2014, P = Sq /50, richiesta del titolo edilizio dal 1 gennaio 2015, dove Sq è la superficie coperta dell'edificio misurata in m 2.

15 RER - DGR 1366/2011 Allegato 2 Punto 23 Il rispetto dei requisiti di cui ai precedenti punti 21 e 22 è condizione necessaria per il rilascio del titolo abilitativo, fatte salve le disposizioni seguenti. Le valutazioni concernenti il dimensionamento ottimale dell'impianto e l'eventuale impossibilità tecnica di ottemperare, in tutto o in parte, alle disposizioni precedenti devono essere evidenziate dal progettista. In questo caso l obbligo si ritiene assolto se: EP tot EP tot,lim 1 2 % % effettiva obbligo 4 P P effettiva obbligo

16 RER - DGR 1366/2011 Allegato 2 Punto 28 - Disposizioni specifiche per le pompe di calore Ai fini della determinazione dell'indice di prestazione energetica EP, E RES : quantità di energia resa disponibile dalle pompe di calore da considerarsi energia da fonte rinnovabile, è 1 Epdc E E 1 SPF hscop RES pdc dove: SPF - SPF fattore di rendimento stagionale p,pdc - SCOP fattore di rendimento stagionale medio stimato sulla base del metodo normalizzato, -E pdc energia fornita dalla pdc durante la stagione -E p,pdc energia primaria consumata dalla pdc -h fattore di conversione dell'energia elettrica in energia primaria (0.46) E

17 Definizioni Confini del sistema 17

18 Impianti polivalenti con FER Priorità di intervento dei generatori 18

19 Energia on-site e off-site I fabbisogni di energia dell edificio possono essere soddisfatti attraverso: - energia da fonte rinnovabile on site : energia rinnovabile captata o prelevata in loco; - energia off site : energia consegnata da vettori energetici che può comprendere energia non rinnovabile ed energia rinnovabile offsite". 19

20 Calcolo fabbisogno di energia primaria UNITS Q p dove: i Q del, c f p, del, c i Q exp, i p, exp, i [kwh/anno] (K) =servizio energetico (k) (i) =vettore energetico (i) Q del,i energia fornita dal vettore energetico i Q exp,i energia esportata dal vettore energetico i f p,del,i fattore di conversione del vettore energetico i f p,exp,i fattore di conversione del vettore energetico i Il calcolo deve essere riferito al servizio energetico, in base al periodo di funzionamento del servizio stesso. Ad esempio nel caso del servizio di climatizzazione invernale, la quantità di energia fornita (del) e di energia esportata (exp) deve riferirsi alla quantità prodotta durante la stagione invernale. f k 20

21 Definizioni Servizi energetici Climatizzazione invernale Acqua calda sanitaria Ventilazione Climatizzazione estiva Illuminazione 21

22 Calcolo Energia Primaria Q RN Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN Vettore combustibile fossile Q del,rn Vettore energia elettrica Vettore energia rinnovabile Q del, c Q del,el 22

23 Calcolo Energia Primaria Q RN Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN Vettore combustibile fossile Q exp,ee Vettore energia elettrica Vettore energia rinnovabile 23

24 Definizioni Vettori energetici 24

25 Energia rinnovabile on-site Produzione di energia termica -Solare termico (Q k,os,st,ren ): energia solare captata entro il confine del sistema da collettori solari termici e trasformata in energia termica utile, in tal caso l energia termica utile si prevede che sia immessa nel punto di collegamento tra utilizzazione e generazione, ossia in ingresso all accumulo o alla distribuzione riducendo il fabbisogno di energia termica che deve essere fornito dalla generazione; -Pompe di calore (Q k,os,pc,ren ): energia prelevata entro il confine del sistema da fonte aerotermica, geotermica, idrotermica utilizzata direttamente oppure riqualificata mediante pompa di calore in energia a più elevata entalpia, valutata attraverso l efficienza della macchina. 25

26 Energia rinnovabile on-site Produzione di energia elettrica - Solare fotovoltaico (Q k,os,pv,ren ): energia solare captata entro il confine del sistema da pannelli fotovoltaici e convertita in energia elettrica, definita come energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile on site che si sottrae al fabbisogno mensile di energia elettrica e può ridurre o annullare il fabbisogno consegnato da rete oppure dar luogo ad un surplus; - Eolico et al. (Q k,os,el,ren ): energia meccanica trasformata in energia elettrica da micro generatori eolici o eventuali altri sistemi di generazione on site, definita come energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile on site che si sottrae al fabbisogno mensile di energia elettrica e può ridurre o annullare il fabbisogno consegnato da rete oppure dar luogo ad un surplus; 26

27 Produzione e consumo di energia termica Calcolo del fabbisogno di energia termica utile richiesta mensilmente Esistono due casi distinti: A) in presenza di solare termico Q Q Q k, i, gn, out, net, m k, d, in,i,m k, OS, ST, m Q k,d,in,i,m è l energia termica utile richiesta mensilmente alla distribuzione al vettore i Q k,os,st,m è l energia termica utile fornita mensilmente dalla fonte solare termica on site. 27

28 Produzione e consumo di energia termica Q k, OS, ST, m Q k, i, gn, out, net, m Q k, d, in,i,m Q Q Q k, i, gn, out, net, m k, d, in,i,m k, OS, ST, m 28

29 Produzione e consumo di energia termica Calcolo del fabbisogno di energia termica utile richiesta mensilmente B) in assenza di solare termico Q Q k, i, gn, out, net, m k, d, in,i,m dove: Q k,d,in,i,m è l energia termica utile richiesta mensilmente alla distribuzione al vettore i 29

30 Produzione e consumo di energia termica Q k, i, gn, out, net, m Q k, d, in,i,m Q k, OS,PC, m Q Q k, i, gn, out, net, m k, d, in,i,m 30

31 Produzione e consumo di energia termica Una volta noto il fabbisogno di energia termica netto all uscita del sistema di generazione (Q k,i,gn,out,net,m ) si può calcolare il fabbisogno di energia in ingresso al sistema di generazione applicando: la norma UNI TS per le caldaie a combustibili fossili la UNI TS per le caldaie a biomassa, le pompe di calore e i cogeneratori. Si ottiene cosi: Q k,el gn,m :energia elettrica richiesta mensilmente dalla pompa di calore per il servizio energetico k Q del,i,k :energia termica richiesta mensilmente dalla caldaia o dal cogeneratore per il servizio energetico k 31

32 Produzione e consumo di energia elettrica Calcolo del fabbisogno di energia elettrica Q Q Q Q el, in, m k,aux,el ngn,m k,aux,el gn,m k,el gn,m k k k dove: Q k,aux,el ngn,m è il fabbisogno elettrico degli ausiliari esclusi quelli di generazione (UNI TS 11300/2) Q k,aux,el gn, m è il fabbisogno elettrico degli ausiliari di generazione (UNI TS 11300/1 o UNI TS 11300/4) Q k,el gn, m è il fabbisogno elettrico in ingresso del sistema di generazione (ad es. pompe di calore) (UNI TS 11300/4) 32

33 Produzione e consumo di energia elettrica Calcolo del fabbisogno di energia primaria associato ai consumi di energia elettrica I fabbisogni di energia elettrica mensili possono essere coperti fino all annullamento dell energia consegnata da rete attraverso l energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili on site (fotovoltaico, eolico etc.). Il calcolo si effettua andando a determinare nei singoli mesi: 1.l energia elettrica prodotta da fonti e vettori rinnovabili Q Q Q el,prod,ren,m k,os,pv,ren k,os,el,ren k k 33

34 Produzione e consumo di energia elettrica Calcolo del fabbisogno di energia primaria associato ai consumi di energia elettrica 2. l energia elettrica utilizzata: Q min Q ; Q 3. l energia elettrica lorda presa dalla rete: el,used,m el, in, m el, prod, ren, m Q Q Q el,del,gross,m el,in,m el,used,m 4. l eccedenza di energia elettrica prodotta on site (se c è): Q Q Q el,surplus,m el,prod,ren,m el,used,m 34

35 Produzione e consumo di energia elettrica Calcolo del fabbisogno di energia primaria associato ai consumi di energia elettrica Q min Q ; Q el,used,m el, in, m el, prod, ren, m Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN Non può mai diventare negativo. La fonte rinnovabile (FV) al max annulla i consumi elettrici mensili per quel servizio energetico! 35

36 Produzione e consumo di energia elettrica Calcoli su base annua: 1. Energia elettrica lorda presa dalla rete annualmente Q Q el,del,gross,an el,surplus,an Q m m Q el,del,gross,m 2. Eccedenza annua di energia elettrica el,surplus,m 3. Energia elettrica reimportata su base annua Q min Q ; Q el,rdel,an el,del,gross,an el,surplus,an 4. Energia elettrica esportata su base annua Q Q Q el,exp,an el,surplus,an el,rdel,an 36

37 Produzione e consumo di energia elettrica Il fabbisogno di energia primaria associato ai consumi di energia elettrica si valuta come segue: Q Q f Q f Q f p,el el,del,gross,an p,del,el el,rdel,an p,rdel,el el,exp,an p,exp,el in cui i fattori di conversione da adottare sono i seguenti: f p,del,el =f p,nren per energia elettrica da rete (=2,174) f p,rdel,el =0 secondo CTI R014 f p,exp,el =0 secondo CTI R014 Il fabbisogno di energia primaria totale (Q p,el ) viene ripartito per tra i servizi energetici (k) in base alla percentuale di energia elettrica richiesta in ingresso da ciascun servizio energetico. 37

38 Produzione e consumo di energia elettrica Generatori per la produzione combinata di energia termica ed elettrica Per unità di cogenerazione alimentate da combustibili non rinnovabili e rispondenti alle tecnologie e ai requisiti definiti ai punti 11.1 e 11.2 della UNI TS : si calcola il fabbisogno mensile di energia in ingresso al cogeneratore per la combustione; 2.si calcola l energia elettrica prodotta mensilmente al netto del consumo degli ausiliari elettrici indipendenti; 3.si calcola l energia primaria mensile in ingresso al cogeneratore deducendo dal consumo effettivo la produzione netta di energia elettrica calcolata al punto 2 moltiplicata per il fattore di energia elettrica prodotta da cogenerazione (f p,el,exp,cg =2,174 come da Prospetto A.3 della CTI R014). 38

39 Produzione e consumo di energia elettrica Cogeneratori Q Q f Q Q f P del, c p, c exp, ee del, ee p, ee Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN Q del, c Q exp,ee Q del,ee Q k, i, gn, out, net, m 39

40 Edificio di riferimento Palazzina residenziale (E.1.1), 12 unità immobiliari, a Bologna (2259 GG), S= m 2, V= m 3, S/V=0.38, Sue=758.98m 2, Sq=253m 2.

41 Edificio di riferimento Palazzina residenziale (E.1.1), 12 unità immobiliari, a Bologna (2259 GG), S= m 2, V= m 3, S/V=0.38, Sue=758.98m 2, Sq=253m 2. Q del,i Vettore energetico 15 Q exp,i (Q aux ) Vettore energetico: Energia elettrica (ausiliari) 5 6 (Q del ) Vettore energetico principale: Combustibile fossile 4 3 Q gn.out

42 Edificio di riferimento Riscaldamento: Fabbisogni termici ed elettrici Caldaia a condensazione (h=1,01). Fabbisogni termici Fabb.elettrici Mese Giorni Q Q H,gn,out [kwh] H,gn,out,Cald Q Q [kwh] H,d,aux [kwh] p,h,gn [kwh] gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre TOTALI

43 Edificio di riferimento Acqua calda sanitaria: Fabbisogni termici ed elettrici Mese Giorni Q W,gn,out Q W,gn,out Cald Q W,gn,aux Q p,w,gn [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre TOTALI

44 Edificio di riferimento Q Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale Fabbisogno di energia primaria per la produzione di acqua calda sanitaria Fabbisogno di energia primaria totale Indice di prestazione energetica Valore minore dell indice di prestazione energetica minimo Copertura da fonti energetiche rinnovabili P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN Q p,i = (220*2,174) = Q p,acs = (146*2,174) = Q p,nren,tot = = EP tot = / 758,98 = 54,98 EP tot,lim = 62,28 Non sono presenti impianti da fonti energetiche rinnovabili [kwh/anno] [kwh/anno] [kwh/anno] [kwh/m 2 anno] [kwh/m 2 anno] Classe B Requisito rispettato Requisito non rispettato

45 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV FV: 12 kwp (80 m 2 ) silicio monocristallino, moduli molto ventilati, azimuth 0 inclinazione 25 Q del,i 15 Q exp,i Vettore energetico 8 13 (Q aux ) Vettore energetico: Energia elettrica (ausiliari) 5 6 (Q exp ) (Q del ) Vettore energetico principale: Combustibile fossile 4 3 Q gn.out 14 45

46 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV Consumi elettrici per i 2 servizi energetici (H e W) Q H,in,el,aux Q W,el,in,aux Mese Giorni [kwh] [kwh] Q el,in,m gennaio febbraio marzo Aprile maggio giugno Luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre TOTALI di cui 60,1 % Risc 39,9%ACS. 46

47 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV Produzione FV e consumi Mese Q el,in,m Q el,prod,os,fv,m Q el,used,m Q el,del,gross,m Q el,surplus,m Gennaio , Febbraio , Marzo , Aprile , Maggio , Giugno , Luglio , Agosto , Settembre , Ottobre , Novembre , Dicembre , TOTALI

48 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV Energia primaria per consumi elettrici fabbisogno annuale di energia elettrica Q el,in,an = Σ m Q el,in,m = 366 [kwh/anno] Energia elettrica prodotta annualmente da fonti e/o vettori rinnovabili Q el,prod,ren,an = Σ m Q el,prod,os,fv,an = [kwh/anno] Energia annua utilizzata Q el,used,an = Σ m Q el,used,m = 366 [kwh/anno] Energia consegnata lorda Q el,del,gross,an = Σ m Q el,del,gross,m = 0 [kwh/anno] Eccedenza annua Q el,surplus,an = Σ m Q el, surplus,m = [kwh/anno] 48

49 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV Energia primaria per consumi elettrici Energia reimportata su base annua Q el,redel,an = min (Q el,del,gross,an ; Q el,surplus,an ) = 0 Energia esportata su base annua Q el,exp,an = Q el,surplus,an - Q el,redel,an = = [kwh/anno] [kwh/anno] Calcolo Q p,el energia primaria usi elettrici Q P,el = (f P,del,el * Q el,del,gross,an ) (f P,rdel,el * Q el,rdel,an ) - (f P,exp,el * Q el,exp,an ) che diventa Q P,el = (2.174 * 0) (0 * 0) - (0 * 14785) = 0 [kwh/anno] Calcolo Q p,el ripartito in maniera percentuale per servizi energetici: 60.10%Risc = 0 [kwh/anno] 39,90 % ACS = 0 [kwh/anno] 49

50 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV Q P,el = 0 Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN 50

51 Esempio 1: caldaia a condensazione + FV Quota rinnovabile (QR) DIENCA 51

52 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV FV: 12 kwp (80 m 2 ) silicio monocristallino, moduli molto ventilati, azimuth 0 inclinazione 25 Pannelli solari termici a tubi sotto vuoto (14,7 m2) (inclinazione: 25 ; azimuth 0 ) Q del,i (Q RN ) Vettore energetico en. rinnovabile Energia elettrica (Q aux ) (Q OS,ST ) Q exp,i (Q exp ) Combusibili fossili (Q del ) 4 3 Q gn.out DIENCA 52

53 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV Fabbisogni termici ed elettrici Fattore di copertura da calcolare secondo UNI TS 11300/4 53

54 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV Fabbisogni termici ed elettrici Fattore di copertura da calcolare secondo UNI TS 11300/4 54

55 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV Riassunto fabbisogni elettrici 55

56 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV Confronto produzione-consumi 56

57 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV 57

58 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV Q Q Q Q del, c k, i, gn, out, net, m k, d, in,i,m k, OS, ST, m Q P,el = 0 Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN Q Q del,rn k, OS, ST, m 58

59 Esempio 2: caldaia a condensazione + solare termico + FV Quota rinnovabile (QR) DIENCA 59

60 Esempio 3: microcogeneratore + caldaia Micro-cogeneratore alimentato a gas Potenza termica nominale: 11.7 kw Potenza elettrica nominale: 6 kw Rendimento termico: Rendimento elettrico: Accumulo: 1400 litri Rendimento caldaia a gas di integrazione: 0.96 Q del,i Q exp,i DIENCA (Q aux ) Vettore energetico: Energia elettrica (ausiliari) (Q del ) Vettore energetico: Combustibile fossile B 3 CHP Q gn.out (Qexp) Vettore en.elettrica 60

61 Esempio 3: microcogeneratore + caldaia Micro-cogeneratore alimentato a gas DIENCA

62 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV FV: 12 kwp (80 m 2 ) silicio monocristallino, moduli molto ventilati, azimuth 0 inclinazione 25 Pompa di calore elettrica aria-acqua Funzionamento bivalenteparallelo. Temperatura bivalente 3.8 C T cut-off = - 5 C Q del,i (Q RN ) Vettore energetico en. rinnovabile Q exp,i (Q exp ) Energia elettrica 4 (Q aux ) 3 Q gn.out DIENCA 62

63 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV Resistenza di back-up Q H gn out PC Energia rinnovabile:,,, 1 1 COP 63

64 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV Resistenza di back-up Q H gn out PC Energia rinnovabile:,,, 1 1 COP 64

65 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV 65

66 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV Energia elettrica FV utilizzata Energia elettrica presa dalla rete Surplus di energia elettrica prodotta 66

67 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV 67

68 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV 68

69 Esempio 4: Pompa di calore elettrica + resistenza elettrica + FV 69

70 Esempio 6: Caldaia a biomassa Generatore di calore alimentato a biomasse con caricamento automatico e ventilatore Rendimento nominale (EN 303-5): 0.75 Installazione all interno (F2=0). Temperatura>65 C (F4=-1). Camino inferiore a 10 m (F3=F6=0). Q del,i Vettore energetico 15 Q exp,i (Q aux ) Vettore energetico: Energia elettrica (ausiliari) 5 6 (Q del ) Vettore energetico principale: Combustibile fossile (0,3/Rinnovabile (0,7) Q gn.out

71 Esempio 6: Caldaia a biomassa Q H,gn,p =Q H,gn,in *0,3

72 Esempio 6: Caldaia a biomassa Q H,gn,p =Q H,gn,in *0,3

73 Esempio 6: Caldaia a biomassa =0,3 =2,174 =0 Q P Q del, c Qexp, c f p, c Q del, ee Qexp, ee f p, ee Q del, RN Qexp, RN f p, RN

74 Confronto dei Risultati Configurazione QR (%) EP tot (kwh/m 2 anno) EP tot,lim (kwh/m 2 anno) Caldaia a Condensazione+FV (12 kwp) 1,94 53, Caldaia a Condensazione + Solare Termico (+ 12 kwp FER el ) PdC elettrica (A/W) + caldaia + FV (alternativo) PdC elettrica (A/W) + caldaia + FV + solare termico (alternativo) PdC elettrica (A/W) + integrazione elettrica (parallelo) + 12 kwp PV PdC elettrica (A/W) + integrazione elettrica (parallelo) + 12 kwp PV + solare termico Caldaia a biomassa (12 kwp FER el ) Micro-cogeneratore CAR + Caldaia a Condensazione = PdC a gas + FV (12 kwp) 28, PdC a gas + Solare Termico