COMPLESSO EDILIZIO A ENERGIA QUASI ZERO. Relatore TIZIANO TERLIZZESE

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1 ALTERNATIVE TITOLO PRESENTAZIONE IMPIANTISTICHE, 29 / 10 / 2012 COSTI ENERGETICI Relatore NOME ED COGNOME ECONOMICI DI UN COMPLESSO EDILIZIO A ENERGIA QUASI ZERO Relatore TIZIANO TERLIZZESE

2 COMPLESSO EDILIZIO 4 appartamenti 2 appartamenti 38 appartamenti, ognuno con una superficie utile di 111 m 2 ; per un totale di 4230 m 2.

3 APPARTAMENTO PRIMO PIANO Ogni appartamento ha due piani fuori terra. Al piano terra: ingresso, sala, bagno e un garage (non riscaldato). Al primo piano: cucina con sala da pranzo, 2 camere da letto, un bagno e una terrazza.

4 CARATTERISTICHE TERMICHE DELL INVOLUCRO Trasmittanza del muro esterno: 0,170 W/(m 2 K) STRUTTURA PORTANTE IN LEGNO Trasmittanza della copertura: 0,15 W/(m 2 K)

5 FINESTRE, SCHERMATURE SOLARI, SCAMBIO CON IL TERRENO Vetrocamere: mm con Argon Trasmittanza finestre (vetro+telaio) 1,4 W/(m 2 K) Fattore solare g = 0,5. Lo sbalzo della schermatura solare posizionato sopra le finestre è stato dimensionato in modo tale da schermare completamente la radiazione solare diretta dal 15 aprile al 15 settembre, per le esposizioni verso SUD Terreno: argilla con 15% di contenuto di acqua k gd = 1,70 W/(mK); ( c p ) gd = 2,94 MJ/(m 3 K)

6 RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO Temperatura di set point invernale: 20 C di giorno e 18 C di notte (+ 2 C nei bagni). Temperatura di set point estivo: 28 C di giorno, impianto spento durante la notte, umidità relativa del 50% sia di giorno sia di notte. Dati meteorologici orari per Bologna Test Reference Year kw riscaldamento C Potenza termica di progetto 167 kw Fabbisogno energetico riscaldamento: 132 MWh raffrescamento: 64 MWh Latente: 10 MWh ACS: 67 MWh hours raffrescamento

7 Impianto solare termico IMPIANTO IN REGIME INVERNALE Collettori FV R ACS R hot d 0.97 Complesso edilizio Caldaia a pellet PdC R cold COP = e c DHW 0.82 Sonde geotermiche

8 IMPIANTO IN REGIME ESTIVO Impianto solare termico Collettori FV R ACS R hot d 0.97 Complesso edilizio Caldaia a pellet HP R cold DHW 0.82 Sonde geotermiche

9 SONDE GEOTERMICHE A DOPPIA U Malta sigillante k = 1.1 W/(mK) c p = 2.94 MJ/(m 3 K) PE-Xa SDR 11 D ext = 32 mm k = 0.4 W/(mK) k eff = 0.34 W/(mK) acqua Resistenza termica della sonda mk/w

10 DIMENSIONAMENTO DELLE PdC E DELLE SONDE GEOTERMICHE 2 Pompe di calore: 79, kw = 159 kw, COP = 4.95 COP dalle schede tecniche della PdC, valutato alle temperature estreme dei R cold (4 C) and R hot (35 C) Lunghezza complessiva delle sonde valutata per iterazioni in modo tale che la temperatura minima dell acqua circolante nelle sonde fosse superiore 4 C R cold temp. serbatoio freddo 20 C Free cooling in estate: la temperatura del serbatoio freddo R cold supera i 18e C eccezionalmente (tollerato) hours Lunghezza totale delle sonde: 4000 m 40 sonde da 100 m

11 DIMENSIONAMENTO DEI COLLETTORI SOLARI TERMICI ACS 6295 litri al giorno, energia termica primaria 75 MWh Impianto solare termico dimensionato con il metodo f-chart Pannello solare piano con piastra assorbente con film selettivo tilt 45 ; azimuth 0 F R ( ) 0 = 0,824; F R U L = 3,66 W/(m 2 K) Volume del serbatoio 75 l/m 2 di pannello ossia 6,5 m 3 70% della richiesta termica per ACS coperto con 87.5 m 2 di pannelli 0.9 f 0.8 Il restante 30% di energia termica per ACS è fornito dalla caldaia a pellet Collector area [m 2 ]

12 DIMENSIONAMENTO DEI PANNELLI SOLARI FOTOVOLTAICI Consumo di Energia Elettrica Produzione mensile FV Pompe di calore: Deumidificatori: Pompaggio: Pannelli radianti: Pompe per ACS: TOTALE: 27,98 MWh 4,92 MWh 8,51 MWh 5,34 MWh 0,05 MWh 46,80 MWh 7 MWh Caratteristiche impianto FV Tilt 14 (integrato), azimuth Jan Feb Mar Apr May June July Aug Sept Oct Nov Dec Impianto progettato per soddisfare i consumi energetici interni, 45 kwp (peak power), area dei collettori 38 m 2 per un edificio di 4 appartamenti

13 ANALISI ECONOMICA (anno 2009) Impianto A: pompa di calore aria-acqua Impianto B: pompa di calore geotermica Impianto C: impianto tradizionale con caldaia a condensazione centralizzata (riscaldamento), pompe di calore per singolo appartamento (raffrescamento e deumidificazione). Impianti solari termici in tutti gli scenari Parametri economici considerati: Pellet 0,23 /kg Metano 0,70 /m 3 Costo elettricità 0,22 /kwh. Conto energia (impianto del 2009): 0,422 /kwh. Costi di manutenzione aggiuntivi per l impianto proposto di 2000 /anno.

14 ANALISI ECONOMICA (anno 2009) Impianto A Pompe di calore Deumidificatori Impianto FV Caldaia a Pellet TOTAL Impianto B Sonde, tubazioni, pompe Serbatoio freddo 2000 Pompe di calore Deumidificatori Impianto FV Caldaia a Pellet TOTAL Impianto C Caldaia a metano Pompe di calore aria-aria TOTALE Costi Ricavi Impianto A Pellet 1200 Produzione FV Manutenzione 2900 Annual income Impianto B Pellet 1200 Produzione FV Manutenzione 2000 Annual income Impianto C Metano Elettricità 6000 Costo annuale 17200

15 ANALISI ECONOMICA (anno 2009) Plant A Plant B Plant C years 20 Naturalmente la presenza dell impianto FV, grazie al generoso incentivo in conto energia nel 2009, «drogava» il risultato finale, andando a premiare la soluzione con la produzione fotovoltaica maggiore

16 ANALISI ECONOMICA (anno 2013) Impianto A Pompe di calore Deumidificatori Impianto FV Caldaia a Pellet TOTAL Impianto B Sonde, tubazioni, pompe Serbatoio freddo 2000 Pompe di calore Caldaia a Pellet TOTAL Impianto C Caldaia a metano Pompe di calore aria-aria Impianto FV TOTALE Costi Impianto A Pellet 1200 Impianto B Pellet 1200 Impianto C Metano Elettricità 6000 Costo annuale Ricavi Nei casi A e C è stato inserita la differenza fra l impianto ivi installato e quello installato in B gli impianti sono stati dimensionati in funzione del fabbisogno di energia elettrica in tutti e tre i casi.

17 ANALISI ENERGETICA (anno 2013) L obiettivo progettuale perseguito nel dimensionamento delle sonde geotermiche era quello del massimo risparmio di fonte energetica primaria possibile. NON è stato perseguito l obiettivo dell impianto economicamente più vantaggioso. Infatti la lunghezza di sonde geotermiche proposta nella soluzione B risulta ampiamente sovradimensionata (30 40%) rispetto ad una soluzione tradizionale. Il sovradimensionamento è stato voluto al fine di poter raffrescare, durante il periodo estivo, in free cooling. In queste condizioni, l analisi energetica porta ai risultati riportati nella figura accanto MWh Plant A Plant B Plant C years 20

18 PROGETTO GENERA: CASO APPLICATIVO SISTEMA INTEGRATO DI RAFFRESCAMENTO, VERDE PENSILE E FOTOVOLTAICO

19 PROGETTO GENERA: CASO APPLICATIVO SISTEMA INTEGRATO DI RAFFRESCAMENTO, VERDE PENSILE E FOTOVOLTAICO PROBLEMA La produzione di energia elettrica (EE) da pannelli fotovoltaici è fortemente influenzata dall andamento della temperatura della cella fotovoltaica. A parità di condizioni di irraggiamento solare, la potenza elettrica generata da una cella subisce un calo del 0,3 0,5% per ogni grado di aumento della temperatura della cella stessa. Poiché la massima produzione di energia elettrica fotovoltaica avviene durante i mesi primaverili ed estivi, ossia quelli di massimi irraggiamento e temperatura ambiente, è bene adottare sistemi che consentano di limitare l aumento di temperatura delle celle.

20 PROGETTO GENERA: CASO APPLICATIVO SISTEMA INTEGRATO DI RAFFRESCAMENTO, VERDE PENSILE E FOTOVOLTAICO OBIETTIVO: Analizzare l incremento di rendimento annuo dell impianto fotovoltaico, ottenuto dalla presenza del sistema integrato. 2 0

21 PROGETTO GENERA: CASO APPLICATIVO SISTEMA INTEGRATO DI RAFFRESCAMENTO, VERDE PENSILE E FOTOVOLTAICO CICLO DELL ACQUA - Recupero dell acqua utilizzata per il raffreddamento - Precipitazioni L acqua deve essere immagazzinata in un sistema di accumulo da dimensionare in base alle esigenze e alle precipitazioni del luogo.

22 PROGETTO GENERA: CASO APPLICATIVO SISTEMA INTEGRATO DI RAFFRESCAMENTO, VERDE PENSILE E FOTOVOLTAICO CICLO DELL ACQUA - Raffreddamento dei pannelli fotovoltaici - Fornitura di acqua sanitaria - Irrigazione del verde pensile e del giardino

23 PROGETTO GENERA: CASO APPLICATIVO SISTEMA INTEGRATO DI RAFFRESCAMENTO, VERDE PENSILE E FOTOVOLTAICO Benefici sulla produzione FV pari al 6,5% rispetto alla soluzione tradizionale Considerando: - Bagnatura ogni 15 min di 1 min - Clima: Bologna Costi: Giardino pensile (60 m 2 ) + raffrescamento 6700 Sistema di accumulo 5000 Vantaggi: Aumento produzione impianto FV Risparmio raffrescamento estivo Riduzione spese pulizia pannelli

24 CASIO STUDIO MAGGIO 2012 Tipologia di intervento: Coibentazione esterna delle pareti verticali tramite l impiego di 10 cm di polistirene espanso CASO CONDOMINIO SITUATO A BOLOGNA TRASMITTANZA TERMICA PARETE U PRE-INTERVENTO [W/(m 2 K)] 0,940 TRASMITTANZA TERMICA PARETE U POST- INTERVENTO [W/(m 2 K)] 0,247 TRASMITTANZA TERMICA LIMITE* U LIM [W/(m 2 K)] 0,270 * Il valore limite della trasmittanza termica U delle strutture opache verticali, situate in zona climatica E, è stato preso dalla tabella D.M. 11/03/2008 e s.m.i.

25 CASIO STUDIO MAGGIO 2012 SUPERFICIE CALPESTABILE [m 2 ] SUPERFICIE COIBENTATA [m 2 ] SPESE SOSTENUTE [ ] SPESE DETRAIBILI * [ ] RISPARMIO NETTO INTEGRALE ** [tep/anno] EDIFICIO A , ,00 11,2 EDIFICIO B , ,00 24,6 EDIFICIO C , ,00 13,1 TOTALE , ,00 48,9 * DETRAZIONI FISCALI RIPARTITE IN DIECI RATE ANNUALI CORRISPONDENTE AD UN RISPARMIO DI CIRCA /ANNO (TEMPO DI RITORNO DI CIRCA 8 ANNI) ** AI FINI DEL CONSEGUIMENTO DEI TEE SI E PROCEDUTO AL CALCOLO DEI RISPARMI DI ENERGIA PRIMARIA TRAMITE IL METODO DI VALUTAZIONE STANDARDIZZATA PER L INTERVENTO DI ISOLAMENTO DELLE PARETI ESTERNE. IL CALCOLO DEL RISPARMIO NETTO INTEGRALE E AVVENUTO MEDIANTE L AUSILIO DELLA SCHEDA TECNICA N 6T DELIBERATA DALL AEEG.

26 CASIO STUDIO MAGGIO 2012 TITOLI DI EFFICIENZA ENERGETICA (TEE) RISPARMIO NETTO INTEGRALE [tep/anno] 48,9 PREZZO MEDIO TEE (TIPO II) [ /tep] 102,89 RICAVO ANNUALE DAI TEE [ /anno] 5.031,00 VITA UTILE DEI TEE [anni] 8 RICAVO TOTALE DAI TEE [ ] ,00 26

27 Grazie per l attenzione Tiziano Terlizzese t.terlizzese@niering.it