enerpl s o c i e t à d i i n g e g n e r i a Carpi, Campogalliano, Soliera, Novi di Modena

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1 enerpl s o c i e t à d i i n g e g n e r i a n S.r.l. PROGETTO PRELIMINARE IMPIANTI ELETTRICI per la realizzazione di impianti fotovoltaici a servizio di Edifici Pubblici PALESTRA Gallesi Via Ugo Da Carpi, 29/A Carpi (MO) IMPIANTO FOTOVOLTAICO DA 45,12 kwp RELAZIONE DI CALCOLO SPECIFICA Elaborato RC17 Direttore Tecnico e Progettista Energetico: Ing. Faglioni Corrado Ordine Ingegneri Prov. Modena n Carpi, 31 maggio 2011 Enerplan S.r.l Società di ingegneria Via G.Donati, CARPI (MO) C.P. 391 Tel Fax C.F. e P.IVA http : // e_mail: enerplan@enerplan.it Capitale sociale i.v.

2 INDICE INDICE 2 REVISIONI DEL DOCUMENTO 3 1. PREMESSA 4 2. DESCRIZIONE DEL SITO Rilievo fotografico 5 3. DATI DI PRODUZIONE FOTOVOLTAICA ATTESA Descrizione delle soluzioni confrontate Soluzione 1 - Pannelli in silicio policristallino installati sulla falda a 45 Sud Est Soluzione 2 - Pannelli in silicio amorfo installati sulla falda a 45 Sud Est Soluzione 3 - Pannelli in silicio policristallino installati su falde a 45 Sud Ovest e su 45 Nord Ovest VALUTAZIONE DELL INSTALLAZIONE DESCRIZIONE INSTALLAZIONE SCELTA CONCLUSIONI 14 ALLEGATO 1: FOGLI DI CALCOLO DELL EFFICIENZA DELL IMPIANTO 15 2

3 REVISIONI DEL DOCUMENTO Emissione documento DA CF Rev. Data Descrizione Verifica Approvazione Data Firma Data Firma Codice progetto File Data elaborato Rev. Sostituisce 049.E1007 RELTEC E1007 RC n. 0 / Tutti i diritti sono riservati Vietata la riproduzione del documento 3

4 1. Premessa La presente Relazione Tecnica di Calcolo specialistica ha in oggetto la descrizione del dettaglio specifico del calcolo dell impianto e le conseguenti scelte di installazione dell impianto fotovoltaico previsto sulla copertura di un edificio ad uso sportivo denominato Carpi ubicato in Via Ugo Da Carpi, 29/A sito in elenco tra quelli in oggetto della presente attività di progettazione. L opportunità di installazione dell impianto fotovoltaico è fornita dalla presenza di superficie esposta in situazione favorevole allo sfruttamento dell irraggiamento solare. La presente relazione tecnica di calcolo costituisce parte della documentazione di Progetto preliminare. 2. Descrizione del sito Il sito destinato all installazione di un impianto fotovoltaico è l edificio denominato Carpi ubicato in Via Ugo Da Carpi, 29/A. L edificio è a base rettangolare, ha altezza di circa 10 metri ed è caratterizzato da un tetto piano a due falde, di cui di cui una, orientata a 45 Sud-Est; le falde sono inclinate di circa 5 rispetto al piano orizzontale. La copertura dell edificio è costituita da elementi ondulati prefabbricati. Lungo tutto il perimetro dell edificio è presente un bordo alto una decina di centimetri. L installazione dovrà tenere conto della presenza sulla falda a Sud-Ovest di un antenna TV e di un camino: il camino solo sulla falda su cui si trova installato, l antenna, data l altezza, su entrambe le falde Ciascuna delle falde ha una superficie di circa 400 mq. Tenendo conto dell ombreggiamento causato dal bordo perimetrale, tale superficie si riduce di circa il 20%. Nella falda a Nord-Ovest si ha una ulteriore riduzione dovuta allo spazio circostante al camino. 4

5 2.1 Rilievo fotografico Foto n. 1 Foto n. 2 Foto n. 3 Foto n. 4 Foto n. 5 5

6 3. Dati di produzione fotovoltaica attesa 3.1 Descrizione delle soluzioni confrontate Sono state dapprima confrontate l installazione di generatori fotovoltaici costituiti da pannelli rigidi in silicio policristallino (Soluzione 1) e, data la ridotta inclinazione della copertura rispetto al piano orizzontale, da pannelli rigidi in silicio amorfo (Soluzione 2) sulla falda della copertura esposta a 45 Sud Est, meglio esposta alle radiazioni solari. La scarsa inclinazione delle falde della copertura rende altresì valutabile l installazione del generatore fotovoltaico anche sulla falda orientata a Nord-Ovest in quanto, data la bassa inclinazione delle falde, anche essa rimane esposta all irraggiamento solare: è stata quindi simulata la produzione fotovoltaica per i generatori costituiti da pannelli rigidi in silicio policristallino, tipologia impiantistica dalla quale risulta una efficienza maggiore (Soluzione 3). Infine, tenendo conto che la copertura esistente può essere mantenuta in essere, non viene valutata l ipotesi di installazione del generatore fotovoltaico costituito da pannelli flessibili in silicio amorfo. Vengono ipotizzate le diverse configurazioni di impianto prendendo in considerazione caratteristiche dei moduli fotovoltaici descritti al capitolo 5 della relazione di calcolo generale, elaborato di progetto RELCAL E1007 RC-G. 3.2 Soluzione 1 - Pannelli in silicio policristallino installati sulla falda a 45 Sud Est La soluzione prevede l installazione di 192 pannelli in silicio policristallino da 235 Wp per un impianto da 45,12 kwp con superficie occupata di 320 mq circa sulla porzione di falda a 45 Sud-Est non soggetta a ombreggiamenti. Rendimento di FV in rete 6

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8 3.3 Soluzione 2 - Pannelli in silicio amorfo installati sulla falda a 45 Sud Est La soluzione prevede l installazione di 232 pannelli in silicio in silicio amorfo da 135 Wp per un impianto da 31,32 kwp con superficie occupata di 146 mq circa sulla porzione di falda a Sud-Ovest non soggetta a ombreggiamenti. Rendimento di FV in rete 8

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10 3.4 Soluzione 3 - Pannelli in silicio policristallino installati su falde a 45 Sud Ovest e su 45 Nord Ovest La soluzione prevede l installazione di 192 pannelli sulla falda a Sud-Est e di 176 pannelli sulla falda a Sud-Ovest in silicio policristallino da 235 Wp per un impianto da 45, ,36 kwp con superficie occupata di mq circa. Di seguito il calcolo per la parte di generatore fotovoltaico installato sulla falda ad Sud-Ovest. Rendimento di FV in rete 10

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12 4. Valutazione dell installazione Sono stati effettuati i calcoli del parametro di efficienza dell investimento determinato per le soluzioni da 1 a 3 ipotizzate per il sito in oggetto descritto al capitolo 6 della relazione di calcolo generale, elaborato di progetto RELCAL E1007 EL01. Per ciascuna delle soluzioni sono stati inseriti i dati caratterizzanti l applicazione. La potenza nominale della fornitura di energia elettrica a servizio della Palestra è di 30 kw trifase; nella quantificazione del costo di primo investimento si è considerato il costo di un incremento di potenza richiesto di 15 kw per la soluzione 1, di 2 kw per la soluzione 2 e di 60 kw per la soluzione 3. In quest ultimo caso si è cautelativamente ipotizzata la necessità di realizzare una cabina elettrica e si sono perciò introdotti i costi stimati della cabina e delle apparecchiature elettriche. Tra i costi di primo investimento è inoltre considerato, per le soluzioni 1 e 2 che prevedono l installazione dei pannelli sulla sola falda a Sud-Est, di spostare l antenna TV per eliminare i seppur modesti ombreggiamenti. Per quanto riguarda le tariffe incentivanti, sono state adottate quelle previste in base al DM 05/05/11 in base alle tipologie da esso previste e considerando un entrata in esercizio dell impianto nel mese di dicembre Le tariffe applicate in tutte 3 soluzioni prese in considerazione il valore per impianti fotovoltaici realizzati su edifici con potenza superiore a 20 kwp ed non superiore a 200 kwp. Infine per tutte le soluzioni, si è prevista la stipula di un contratto di scambio sul posto per la cessione dell energia prodotta dall impianto e non auto consumata. I fogli di calcolo sono riportati nell Allegato 1: FOGLI DI CALCOLO DELL EFFICIENZA DELL IMPIANTO. 12

13 5. Descrizione installazione scelta Si riassumono di seguito in forma tabellare le caratteristiche delle soluzioni ipotizzate, evidenziando in grassetto la soluzione scelta. TABELLA RIASSUNTIVA SOLUZIONI IPOTIZZATE SITO: PALESTRA Gallesi via Ugo da Carpi, 29/A Carpi (MO) TIPOLOGIA PANNELLI INSTALLAZIONE Potenza impianto [kwp] Investimento iniziale [ ] Efficienza SOLUZIONE 1 Rigidi in silicio policristallino Su copertura piana inclinata falda a sud-est 45, ,00 0,1241 Rigidi a film Su copertura piana SOLUZIONE 2 sottile in silicio inclinata falde a 31, ,60 0,1045 amorfo sud-est Su copertura piana SOLUZIONE 3 Rigidi in silicio policristallino inclinata falde a sud-est e a nord- 86, ,00 0,0925 ovest La tipologia di installazione col coefficiente di efficienza dell investimento maggiore è quella della Soluzione 1 che prevede per il sito in oggetto l utilizzo di un generatore fotovoltaico costituito da 52 pannelli rigidi in silicio policristallino da 235 Wp. Per questa soluzione sono stati sviluppati gli elaborati grafici di progetto Eft38 ed Eft39 (pianta della copertura e schema unifilare generale); si è ipotizzata una configurazione impiantistica che prevede l installazione di 3 gruppi di conversione trifase ciascuno a 4 stringhe in ingresso. L impianto previsto risulta: 13

14 classificato come realizzato su edificio secondo le modalità descritte al capitolo 3 della relazione di calcolo generale, elaborato di progetto RELCAL E1007 RC-G; avere costi di installazione ridotti in quanto non c è necessità di staffaggi integrativi di sospensione ed orientamento; avere bassa sensibilità dell installazione all azione del vento; avere semplice manutentabilità dell installazione tramite utilizzo di un cestello per la manutenzione (pulizia periodica dei pannelli), prevista quadrimestrale in sede di stima dei costi. 6. Conclusioni Nella presente Relazione di Calcolo specialistica sono state esposte le particolarità dell edificio denominato Carpi ubicato in Via Ugo Da Carpi, 29/A e sono state descritte le conseguenti scelte ipotizzabili per l installazione di un impianto fotovoltaico in copertura. Sono poi stati sviluppati i calcoli della produzione di energia e di efficienza dell impianto che hanno determinato la scelta di un impianto costituito da pannelli al silicio policristallino da installarsi, sulla sole falde a Sud- Ovest non soggetta a fenomeni di ombreggiamento scelta che determina l efficienza maggiore tra quelle ipotizzabili. Per la definizione della consistenza dell impianto, in termini di modello e marca di pannelli ed apparecchiature elettriche (quadri elettici ed inverter), per uno studio dettagliato dei fenomeni di ombreggiamento, per eventuali approfondimenti sulla sussistenza di vincoli sull edificio, per i calcoli strutturali, per la valutazione con l Ente distributore dell energia elettrica dei posizionamenti delle apparecchiature elettriche e adeguamenti propedeutici alla connessione in rete dell impianto si rimanda al progetto esecutivo. Il Direttore Tecnico Ing. Corrado Faglioni Carpi, 31 maggio

15 ALLEGATO 1: FOGLI DI CALCOLO DELL EFFICIENZA DELL IMPIANTO 15

16 Installazione di impianto fotovoltaico su copertura di edificio ad uso sportivo: Palestra "Gallesi" Via Ugo da Carpi, 29/A Carpi (MO) Tipologia impianto Soluzione 1 Moduli in silicio Policristallino n moduli dimensioni moduli Sutile [mq] potenza moduli [Wp] Potenza impianto [kwp] lungh [m] largh [m] Calcolo effettuato utilizzando pannelli SOLAR FABRIK Premium L poli 192 1,667 0, , ,12 14,13 SUD-EST η Stotale [mq] Sutile [mq] Costo struttura [ /kwp] Costo di Stotale [ /mq] Costo kwp [ ] Potenza impianto [kwp] 810,00 319,42 45,12 0,00 Costo impianto [ ] 2800, ,00 Costi fissaggio impianto [ ] Struttura di fissaggio complanare 1 (0= NO; 1= SI) 200, ,00 Struttura di fissaggio inclinata 0 (0= NO; 1= SI) 250,00 0,00 Costi aggiuntivi edili per coperture[ ] Rimozione copertura esistente contenente ethernit 0 (0= NO; 1= SI) 15,00 0,00 Rimozione copertura esistente danneggiata 0 (0= NO; 1= SI) 7,50 0,00 Rifacimento copertura isolata 0 (0= NO; 1= SI) 65,00 0,00 Costi aggiuntivi edili per impianti a terra[ ] Creazione sistema di infissione su supporto a terra su terreno 0 (0= NO; 1= SI) 500,00 0,00 Creazione sistema di infissione su supporto a terra sospesi 0 (0= NO; 1= SI) 1250,00 0,00 Struttura di fissaggio inclinata 0 (0= NO; 1= SI) 50,00 0,00 Pulizia terreno erboso 0 (0= NO; 1= SI) 4,00 0,00 Smantellamento stutture esistenti 0,1 (0= NO; 1= SI) 10,00-810,00 Struttura di sostegno: pensiline 0 (0= NO; 1= SI) 1125,00 0,00 Struttura di sostegno 0 (0= NO; 1= SI) 4050,00 0,00 Impianto di illuminazione parcheggio 0 (0= NO; 1= SI) 8,00 0,00 Costi aggiuntivi allacciamento [ ] Costo allacciamento linea lungh [m] 0,00 comprensivo di scavo e reinterro costo scavo, reint e cav [ /m] 40,00 e di cavidotto costo cavo [ /m] 50,00 0,00 Costo edificio cabina elettrica 0 0,00 Costo apparecchiature el. cabina 0 350,00 0,00 Costo incremento potenza installata potenza [kw] 15 Costo al kw di incremento potenza [ /kw] [kw] TOTALE [ ] ,00 Importo totale primo investimento ,00 Costo pulizia quadrimestrale pannelli costo manodopera [ /h] numero operatori cestello senza operatore [ /h) 25,00 2 9,00 mq al giorno per operatore 200, ,52 % costo manut staordinaria sul costo di Costo manutenzione straordinaria investimento 0,45-617,49 Costi manutenziona annuale -2879,01 Produzione annua (kwh/anno) Produzione specifica (kwh/anno/kwp) 1081,56 Tariffa incentivante in conto energia (E/kWh) in base alla tipologia di impianto (valore base) entrati in esercizio in data successiva al 31 /08/2011 ed entro il 31/12/2011 0,2680 Maggiorazione art. 14 comma c) DM (eternit) 0,00 Miglioramento indice di prestazione energetica edificio (Minimo10%): 0,00 Tariffa incentivante per impianti integrato con caratteristiche innovative Tariffa incentivante in conto energia (E/kWh) comprensiva di maggiorazioni 0,2680 Contributo su produzione annua di energia elettrica da fotovoltaico (CONTO ENERGIA): 13078,40 Costo di acquisto dell'energia elettrica in caso di contratto di scambio sul posto. Costo energia elettrica acquistata da rete ( /kwh), valor medio costo di acquisto comprensiva di quota parte di rivendita di energia in eccesso ceduta in qualità di autoproduttore da fonti rinnovabili (Valore minimo di cessione pari a 0,098 /kwh) in caso di contratti diversi. Minori costi di energia elettrica: 6832,00 Risparmio netto annuo: 17031,39 0,1400 Efficienza dell'investimento (importo totale primo investimento/risparmio netto annuo) 0,1241 Relazione di calcolo specialistica Palestara "Gallesi" Carpi ALLEGATO 1 RELCAL E1007 RC17 16

17 Installazione di impianto fotovoltaico su copertura di edificio ad uso sportivo: Palestra "Gallesi" Via Ugo da Carpi, 29/A Carpi (MO) Tipologia impianto Soluzione 2 Moduli rigidi a film sottile in silicio Amorfo n moduli dimensioni moduli Sutile [mq] potenza moduli [Wp] Potenza impianto [kwp] lungh [m] largh [m] Calcolo effettuato utilizzando pannelli SHARP NA-F115 (G5) 232 1,409 1, , ,32 9,50 η Stotale [mq] Sutile [mq] Costo struttura [ /kwp] Costo di Stotale [ /mq] Costo kwp [ ] Potenza impianto [kwp] 810,00 329,83 31,32 0,00 Costo impianto [ ] 3080, ,60 Costi fissaggio impianto [ ] Struttura di fissaggio complanare 1 (0= NO; 1= SI) 200, ,00 Struttura di fissaggio inclinata 0 (0= NO; 1= SI) 250,00 0,00 Costi aggiuntivi edili per coperture[ ] Rimozione copertura esistente contenente ethernit 0 (0= NO; 1= SI) 15,00 0,00 Rimozione copertura esistente danneggiata 0 (0= NO; 1= SI) 7,50 0,00 Rifacimento copertura isolata 0 (0= NO; 1= SI) 65,00 0,00 Costi aggiuntivi edili per impianti a terra[ ] Creazione sistema di infissione su supporto a terra su terreno 0 (0= NO; 1= SI) 500,00 0,00 Creazione sistema di infissione su supporto a terra sospesi 0 (0= NO; 1= SI) 1250,00 0,00 Struttura di fissaggio inclinata 0 (0= NO; 1= SI) 50,00 0,00 Pulizia terreno erboso 0 (0= NO; 1= SI) 4,00 0,00 Smantellamento stutture esistenti 0,1 (0= NO; 1= SI) 10,00-810,00 Struttura di sostegno: pensiline 0 (0= NO; 1= SI) 1125,00 0,00 Struttura di sostegno 0 (0= NO; 1= SI) 4050,00 0,00 Impianto di illuminazione parcheggio 0 (0= NO; 1= SI) 8,00 0,00 Costi aggiuntivi allacciamento [ ] Costo allacciamento linea lungh [m] 0,00 comprensivo di scavo e reinterro costo scavo, reint e cav [ /m] 40,00 e di cavidotto costo cavo [ /m] 50,00 0,00 Costo edificio cabina elettrica 0 0,00 Costo apparecchiature el. cabina 0 350,00 0,00 Costo incremento potenza installata potenza [kw] 2 Costo al kw di incremento potenza [ /kw] [kw] TOTALE [ ] ,00 Importo totale primo investimento ,60 Costo pulizia quadrimestrale pannelli costo manodopera [ /h] numero operatori cestello senza operatore [ /h) 25,00 2 9,00 mq al giorno per operatore 200, ,20 % costo manut staordinaria sul costo di Costo manutenzione straordinaria investimento 0,45-466,56 Costi manutenziona annuale -2801,75 Produzione annua (kwh/anno) Produzione specifica (kwh/anno/kwp) 1107,92 Tariffa incentivante in conto energia (E/kWh) in base alla tipologia di impianto (valore base) entrati in esercizio in data successiva al 31 /08/2011 ed entro il 31/12/2011 0,2530 Maggiorazione art. 14 comma c) DM (eternit) 0,00 Miglioramento indice di prestazione energetica edificio (Minimo10%): 0,00 Tariffa incentivante per impianti integrato con caratteristiche innovative Tariffa incentivante in conto energia (E/kWh) comprensiva di maggiorazioni 0,2530 Contributo su produzione annua di energia elettrica da fotovoltaico (CONTO ENERGIA): 8779,10 Costo di acquisto dell'energia elettrica in caso di contratto di scambio sul posto. Costo energia elettrica acquistata da rete ( /kwh), valor medio costo di acquisto comprensiva di quota parte di rivendita di energia in eccesso ceduta in qualità di autoproduttore da fonti rinnovabili (Valore minimo di cessione pari a 0,098 /kwh) in caso di contratti diversi. Minori costi di energia elettrica: 4858,00 Risparmio netto annuo: 10835,35 0,1400 Efficienza dell'investimento (importo totale primo investimento/risparmio netto annuo) 0,1045 Relazione di calcolo specialistica Palestara "Gallesi" Carpi ALLEGATO 1 RELCAL E1007 RC17 17

18 Installazione di impianto fotovoltaico su copertura di edificio ad uso sportivo: Palestra "Gallesi" Via Ugo da Carpi, 29/A Carpi (MO) Tipologia impianto Soluzione 3 Moduli in silicio Policristallino n moduli dimensioni moduli Sutile [mq] potenza moduli [Wp] Potenza impianto [kwp] lungh [m] largh [m] Calcolo effettuato utilizzando pannelli SOLAR FABRIK Premium L poli 368 1,667 0, , ,48 14,13 η Stotale [mq] Sutile [mq] Costo struttura [ /kwp] Costo di Stotale [ /mq] Costo kwp [ ] Potenza impianto [kwp] 810,00 612,23 86,48 0,00 Costo impianto [ ] 2800, ,00 Costi fissaggio impianto [ ] Struttura di fissaggio complanare 1 (0= NO; 1= SI) 200, ,00 Struttura di fissaggio inclinata 0 (0= NO; 1= SI) 250,00 0,00 Costi aggiuntivi edili per coperture[ ] Rimozione copertura esistente contenente ethernit 0 (0= NO; 1= SI) 15,00 0,00 Rimozione copertura esistente danneggiata 0 (0= NO; 1= SI) 7,50 0,00 Rifacimento copertura isolata 0 (0= NO; 1= SI) 65,00 0,00 Costi aggiuntivi edili per impianti a terra[ ] Creazione sistema di infissione su supporto a terra su terreno 0 (0= NO; 1= SI) 500,00 0,00 Creazione sistema di infissione su supporto a terra sospesi 0 (0= NO; 1= SI) 1250,00 0,00 Struttura di fissaggio inclinata 0 (0= NO; 1= SI) 50,00 0,00 Pulizia terreno erboso 0 (0= NO; 1= SI) 4,00 0,00 Smantellamento stutture esistenti 0,1 (0= NO; 1= SI) 10,00-810,00 Struttura di sostegno: pensiline 0 (0= NO; 1= SI) 1125,00 0,00 Struttura di sostegno 0 (0= NO; 1= SI) 4050,00 0,00 Impianto di illuminazione parcheggio 0 (0= NO; 1= SI) 8,00 0,00 Costi aggiuntivi allacciamento [ ] Costo allacciamento linea lungh [m] 40,00 comprensivo di scavo e reinterro costo scavo, reint e cav [ /m] 40,00 e di cavidotto costo cavo [ /m] 50, ,00 Costo edificio cabina elettrica ,00 Costo apparecchiature el. cabina 1 350, ,00 Costo incremento potenza installata potenza [kw] 60 Costo al kw di incremento potenza [ /kw] [kw] TOTALE [ ] ,00 Importo totale primo investimento ,00 Costo pulizia quadrimestrale pannelli costo manodopera [ /h] numero operatori cestello senza operatore [ /h) 25,00 2 9,00 mq al giorno per operatore 200, ,58 % costo manut staordinaria sul costo di Costo manutenzione straordinaria investimento 0, ,93 Costi manutenziona annuale -5789,51 Produzione annua (kwh/anno) Produzione specifica (kwh/anno/kwp) 1049,95 Tariffa incentivante in conto energia (E/kWh) in base alla tipologia di impianto (valore base) entrati in esercizio in data successiva al 31 /08/2011 ed entro il 31/12/2011 0,2530 Maggiorazione art. 14 comma c) DM (eternit) 0,00 Miglioramento indice di prestazione energetica edificio (Minimo10%): 0,00 Tariffa incentivante per impianti integrato con caratteristiche innovative Tariffa incentivante in conto energia (E/kWh) comprensiva di maggiorazioni 0,2530 Contributo su produzione annua di energia elettrica da fotovoltaico (CONTO ENERGIA): 22972,40 Costo di acquisto dell'energia elettrica in caso di contratto di scambio sul posto. Costo energia elettrica acquistata da rete ( /kwh), valor medio costo di acquisto comprensiva di quota parte di rivendita di energia in eccesso ceduta in qualità di autoproduttore da fonti rinnovabili (Valore minimo di cessione pari a 0,098 /kwh) in caso di contratti diversi. Minori costi di energia elettrica: 12712,00 Risparmio netto annuo: 29894,89 0,1400 Efficienza dell'investimento (importo totale primo investimento/risparmio netto annuo) 0,0925 Relazione di calcolo specialistica Palestara "Gallesi" Carpi ALLEGATO 1 RELCAL E1007 RC17 18