Nuove architetture energetiche per il civile Le Nuove Prospettive

Transcript

1 Nuove architetture energetiche per il civile Le Nuove Prospettive Prof. ing. Arturo de Risi Facoltà di Ingegneria Università del Salento

2 CONSUMI RELATIVI AL SETTORE RESIDENZIALE Solo in Italia si hanno circa 25 milioni di abitazioni, di cui il 30% costruito dopo gli anni 50

3 Energia Nucleare Rinnovabile Qual è il posto miliore per realizzare un impianto nucleare? A 93,000,000 miglia dalla Terra

4 Solare Passivo Illuminazione, riscaldamento e raffrescamento degli edifici Solare Attivo Collettori solari per la produzione diretta di elettricità e/o calore.

5 Per edificio passivo si intende un edificio in cui con opportune strategie di intervento si cerca di sfruttare le caratteristiche micro-climatiche (sole, vento, morfologia del terreno ) della zona in cui è situato l edificio, per ottenere una riduzione dell apporto di caldo o freddo interno altrimenti realizzabile per mezzo di impianti di climatizzazione. In questa tipologia di edificio vengono utilizzati i così detti detti sistemi solari passivi, in grado di raccogliere e trasportare il calore del sole con mezzi non meccanici. Edificio passivo

6 Albergo di ghiaccio Esempio estremo di architettura bioclimatica è rappresentato dall ice hotel, un albergo quasi completamente in ghiaccio, che ha la durata di una stagione invernale da ottobre a dicembre. Ice Hotel: Svezia La temperatura all interno delle camere si assesta intorno ai -5 C, accettabile, quindi, rispetto a quella esterna può arrivare a -30 C. L edificio è costituito da 3000 tonnellate di ghiaccio e metri cubi di neve Ice Hotel: Svezia

7 Rispetto al consumo di un appartamento medio (100 m 2 ) nel SUD, si risparmia: 1,5% per ogni lampada ad incandescenza sostituita 10% per ogni scaldabagno elettrico sostituito Fino al 3% per ogni caldaia ad alto rendimento installata Fino al 2% per ogni m 2 supplementare di doppio vetro Fino all 1% per ogni m 2 supplementare di isolamento Fino al 25% per ogni m 2 di collettore solare per la preparazione di acqua calda

8 Dalle case

9 ai quartieri.

10 Aumento della Produttività Case Study: US Post Office, Reno, NV Sistema di illuminazione naturale 8 Costo = $300,000 8 Risparmio Energetico $22,400/anno 8 Payback 13 anni Impatto sulla produttività 8Errori di smistamento ridotti allo 0.1% 88% numero di plichi smistati 8Guadagno Annuo produttivo $ K 8Payback effettivo < 1 anno

11 Daylighting & Student Performance Daylighting, finestre, skylights % miglioramento dei risultati su test matematici e di lettura % miglioramento nel profitto Studenti che operano in strutture che utilizzano la luce naturale per più anni 14% su test standardizati

12 CONSUMI RELATIVI AL SETTORE RESIDENZIALE Solo in Italia si hanno circa 25 milioni di abitazioni, di cui il 30% costruito dopo gli anni 50

13 Perchè Investire nel Solare Termico La radiazione solare è abbondante sulla superficie della terra (dallo 0.1%della superficie, e con η=20%, si soddisfano I consumi annuali mondiali) L energia solare è illimitata Nessun particolare governo, o individuo, possiede l energia solare L utilizzo dell energia solare è eco-compatibile Nella fascia solare terrestre l energia solare è ben distribuita Il solare termico è una tecnologia provata e dimostrata (nella sola California, più di 9 miliardi di kwh solari sono stati immessi nella rete) Il solare termico ha costi attuali stimati di /kwh e costi stimati a medio-lungo termine di /kwh Il solare termico è pronto per altre applicazioni se una penetrazione sul mercato inizia immediatamente Nuovi progetti portano a ulteriore innovazione e riduzione dei costi

14 Lo Stato dell Arte 10 Elevati costi di impianto Gestione sistemi di accumulo Impatto ambientale MWe a Barstow, California (Fonte: Ren. Ener. World, 2000)

15 Principali Innovazioni Tecnologiche Nuovi fluidi vettori termici Analisi e ottimizzazione di gas vettori Nuovo sistemi concentratori/collettori Analisi e ottimizzazione di tubi ricevitori modificati Ottimizzazione Cicli termodinamici per lo sfruttamento del solare termico ad alta temperatura Nuovi approcci ai sistemi di stoccaggio termico/chimico Analisi e ottimizzazione di materiali solidi per lo stoccaggio termico per il superamento dei transitori Studio del comportamento termo-fluido-dinamico dei sistemi di stoccaggio termico e chimico

16 Nuovi Fluidi Vettori Termici La necessità di sostituire i Sali Fusi impone lo sviluppo di soluzioni alternative compatibili con la generazione diffusa.

17 Filtro Interferenziale L effetto selettivo è dovuto alle riflessioni multiple che la radiazione subisce attraversando gli strati dielettrici Lo spessore degli strati di dielettrico determina la forma e la posizione della curva di riflettanza La tecnica del dip-coating consente di depositare film di spessore noto su superfici piane o curve e di forme complesse. 8Riflettanza(R%) Lunghezza d'onda(nm) Sistema interferenziale multistrato ad alto assorbimento nel visibile Realizzato Simulato

18 Uno Sguardo al Futuro dell Energia Solare: Le Nano-Rectenne Nikola Tesla ( ) La Storia: Nel 1899 a Wardenclyffe Tesla accese delle lampade a 25 miglia di distanza con rete wireless; Nel 1964 William C. Brown dimostrò che una rectenna poteva convertire microonde in elettricità;

19 Schema Funzionale di una Rectenna

20 Solar Architecture AUSTRIA Vocational School 13Kw Institute for Marketing 22Kw

21 Perché? Perchè anche tu vivi qui!