Le nuove applicazioni del solare termico in edilizia e nell industria. Roberto Fedrizzi

Transcript

1 Le nuove applicazioni del solare termico in edilizia e nell industria Roberto Fedrizzi

2 Sommario Il mercato termico e il potenziale solare I sistemi in isola per l edilizia I sistemi in rete Il solare termico nell industria 2

3 Consumo di energia finale - Europa fonte: RHC-ETP 3

4 Consumo di energia finale - Bolzano Consumi energetici totali Produzione CO2 procapite fonte: Piano energetico città di Bolzano

5 Possibile ruolo delle rinnovabili fonte: RHC-ETP Il potenziale è enorme soprattutto nell edilizia poiché dal 2020 tutto il nuovo costruito dovrà produrre in loco «quasi» tutta l energia che consuma. Gli stati membri dovranno approntare misure per ridurre fortemente il fabbisogno di energia primaria degli edifici esistenti 5

6 Sistemi in isola per l edilizia In Europa il solare termico è di solito utilizzato per la preparazione di acqua calda in aggiunta a caldaie. Solo in specifici paesi (ad esempio Germania, Austria) i sistemi Solar Combi (copertura di parte dei carichi di acqua calda e riscaldamento) detengono quote di mercato oltre il 30% La copertura dei carichi è piuttosto limitata: 50-60% acqua calda sanitaria e 30-40% riscaldamento INTEGRAZIONE combinazione di solare con altre fonti e tecnologie elevato uso di rinnovabili Il sistema non è in aggiunta alla caldaia, ma costituisce l impianto termico dell edificio 6

7 Sistemi Solar Combi Solare + Pompa di calore fonte: Schüco fonte: Solvis fonte: Immosolar fonte: Consolar 7

8 Sistemi Solar Combi Solare + Pompa di calore Temperatura 0 C Temperatura 10 C La pompa di calore, «pompa» energia da una sorgente a bassa temperatura (aria, terra, ) ad un utilizzatore a temperatura più alta Maggiore è la temperatura della sorgente, minore è il consumo elettrico a parità di energia «pompata»: utilizzo con energia solare

9 Sistemi Solar Combi Solare + Pompa di calore Fonti in parallelo Fonti in serie fonte: Fraunhofer ISE, IEA SHC-Task 44

10 M M M M M M Istituto per le Energie Rinnovabili Sistemi Solar Combi plus Solare + Pompa di calore (compresione e/o assorbimento) Quali sono le dimensioni dei singoli componenti? Come devono essere connessi l uno all altro? Solar Collectors Domestic Hot Water Cooling Tower Heat Thermally Driven Chiller Cold Distribution Come devono essere fatti funzionare i singoli componenti in relazione agli altri? E-2 E-4 Come posso minimizzare il costo d impianto? Storage Buffer Auxiliary Heater Heat Distribution Come posso massimizzare il risparmio energetico? Source: EURAC

11 SISTEMA STANDARDIZZATO Istituto per le Energie Rinnovabili Sistemi Solar Combi plus Solare + Pompa di calore (compresione e/o assorbimento) Quali sono le dimensioni dei singoli componenti? Come devono essere connessi l uno all altro? fonte: Consolar Come devono essere fatti funzionare i singoli componenti in relazione agli altri? fonte: Sonnenkraft Come posso minimizzare il costo d impianto? Come posso massimizzare il risparmio energetico? Massimizzazione dell utilizzo di energia rinnovabile durante tutto l anno

12 Sistemi Solar Combi plus Il solare termico è un impianto completo di riscaldamento e raffrescamento

13 Sistemi Solar Combi plus Solare + Pompa di calore (compresione e/o assorbimento) La macchina ad assorbimento utilizza la fonte solare, riducendo il consumo di elettricità del sistema di 2-3 volte La macchina ad assorbimento utilizza una elevata quantità di energia termica non è conveniente utilizzare una caldaia per azionarlo

14 Progettazione su base energetica Zona climatica Tipo edificio Riscaldamento Raffrescamento [kwh/m 2 /anno] [kwh/m 2 /anno] Bolzano Roma EBF EAF EBF EAF 38 19

15 In ambiente urbano lo spazio disponibile è limitato 15

16 Integrazione in facciata fonte: AEE-Intec

17 Integrazione in facciata sistemi prefabbricati fonte: AEE-Intec fonte: Frener & Reifer

18 Sistemi in rete Impianti classe MW Source: RHC-ETP 18

19 Teleriscaldamento di Bolzano 19

20 Teleriscaldamento solare Istituto per le Energie Rinnovabili

21 Teleriscaldamento solare Istituto per le Energie Rinnovabili

22 Teleriscaldamento solare fonte: Marstaal (DK) Costo energia 3-4 c /kwh. Durata impianto 20 anni. (fonte IEA SHC-Task 44)

23 Combinazione con altre fonti di energia Source: PlanEnergi, Task 45 23

24 Impianti industriali in isola Gli esempi di installazioni in cui il solare termico è utilizzato per produrre calore di processo sono ancora pochi. fonte: Industrial Solar, Soltigua 24

25 Impianti industriali in isola Funzionamento estivo Funzionamento invernale fonte: Università di Kassel - Birreria Hofmühl 25

26 Impianti industriali in isola Preriscaldo dell acqua di processo 85 collettori da 10.5 m m 2 totali Producibilità 1200 kwh/m 2 a Totale circa 1000 MWh/a Ampliamento nel 2010: superficie triplicata. Dati non disponibili fonte: SOLID sede PEPSI Phoenix (USA) 26

27 Impianti industriali in isola 2012 riscaldo forno di verniciatura attraverso scambiatore aria-acqua 123 m 2 totali Temperatura 180 C fonte: Industrial Solar verniciatura Duerr (DE) 27

28 Impianti industriali in isola 2013 riscaldo aria essiccatoio mattoni 1075 m 2 olio diatermico m 2 direct steam generation Temperatura 200 C Portata vapore 2 tonn/ora fonte: Soltigua Progetto EU-FP7 INSUN 28

29 Conclusioni Il potenziale di crescita del mercato solare termico è enorme In futuro l integrazione del solare con altre fonti (aerotermica, geotermica, teleriscaldamento) rinnovabili sarà fondamentale La complessità impiantistica richiede lo sviluppo di soluzioni prefabbricate Il solare termico si sta affacciando al settore industriale 29

30 Grazie per l attenzione roberto.fedrizzi@eurac.edu