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Alessandrini Solar Cooling

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SOLAR COOLING
Energia solare per il condizionamento ambientale
ing. Stefano Alessandrini | PhD student
26 giugno 2014
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA
LABORATORIO ENESYSLAB
STEFANO ALESSANDRINI
Laurea specialistica in Ingegneria Meccanica all’università di Trieste
PhD presso EnesysLab all’università di Trieste
Design and optimization of fluid machines and power plants
2 | Solar cooling- Stefano Alessandrini
AGENDA
Gli
ultimi anni dal punto di vista legislativo
Introduzione
Metodi
al solar cooling e motivi d’interesse
di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
3 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
Studio ENEA: produttività impianto solare oscilla tra 600 e 800
kWh/m2
Costo di impianto di produzione di acqua calda sanitaria
dipende da diversi fattori:
dimensioni impianto
presenza di elementi di integrazione
Per uso domestico: tra gli 800 e i 1200 euro a m2
4 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
Risparmio ottenibile su prezzi 2012 di gas ed elettricità per una
produzione di 700 kWh termici annui per m2 di collettore:
60 – 70 € caso caldaia a gas -> PBP 13 – 14 anni
130-140 € caso boiler elettrici -> PBP 6 – 7 anni
INCENTIVI e OBBLIGHI DI LEGGE hanno favorito la diffusione
spontanea di questa tecnologia
5 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
Per gli interventi di installazione di collettori solari termici, anche
abbinati a sistemi di solar cooling l’incentivo è calcolato secondo
la seguente formula:
•
•
•
I a tot è l’incentivo annuo in euro;
Ci è il coefficiente di valorizzazione dell’energia termica
prodotta espresso in €/mq di superficie solare lorda;
Sl è la superficie solare lorda dell’impianto, espressa in metri
quadrati.
6 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
Gli incentivi del CONTO TERMICO per interventi di installazione di
collettori solari termici (DM 28 dicembre 2012)
Tipologia di intervento
Ci per gli impianti con
superficie solare lorda
inferiore o uguale a 50 m2
Ci per gli impianti con
superficie solare lorda
superiore a 50 m2
Impianti solari termici
170 (€/mq)
55 (€/mq)
Impianti solari termici con
sistema di solar cooling
255 (€/mq)
83 (€/mq)
Impianti solari termici a
concentrazione
221 (€/mq)
72 (€/mq)
Impianti solari termici a
concentrazione con sistema
di solar cooling
306 (€/mq)
100 (€/mq)
Criteri di ammissibilità:
http://www.gse.it/it/Conto%20Termico/Pages/default.aspx
7 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
D.Lgs.311 – 2006 : obbligo di installare sistemi a fonti rinnovabili
capaci di soddisfare almeno il 50 % del bisogno di acqua calda
sanitaria
Fino al 2011 sono mancati i decreti attuativi per il D.Lgs.311,
obbligo solo in regioni ed enti locali che lo hanno introdotto
autonomamente: Lombardia, Emilia Romagna, Trentino, Liguria,
Umbria, Lazio, Piemonte e circa 300 comuni.
8 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
•
•
Con il decreto sulle rinnovabili, approvato il 3 marzo 2011,
l'obbligo del 2006 ha trovato attuazione a livello nazionale
Nel caso di edifici nuovi o sottoposti a ristrutturazioni rilevanti,
gli impianti di produzione di energia termica devono essere
progettati e realizzati in modo da garantire il rispetto della
copertura del 50% dei consumi previsti per l’acqua calda
sanitaria e delle seguenti percentuali della somma dei consumi
previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il
raffrescamento:
• 20% quando per richiesta presentata dal 31 maggio 2012
al 31 dicembre 2013
• il 35% quando la richiesta è presentata dal 1° gennaio 2014
al 31 dicembre 2016
• il 50% quando la richiesta è rilasciata dal 1° gennaio 2017
9 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Gli ultimi anni dal punto di vista legislativo
Inoltre, sempre nell’ottica della promozione di
tecnologie efficienti, e per rimuovere gli ostacoli di
natura tariffaria, l’Autorità per l’energia elettrica e il
gas con delibera 607/2013/R/eel del 19 dicembre, tra
le altre cose ha stabilito l’introduzione della tariffa
elettrica D1 applicabile, a livello sperimentale e su
base volontaria, ai clienti domestici che hanno deciso
di riscaldare la propria casa utilizzando esclusivamente
pompe di calore. A partire da luglio 2014 si prevede
una fase sperimentale che si concluderà con la fine
dell’attuale periodo regolatorio nel 2015
10 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Introduzione al solar cooling e motivi d’interesse
SOLAR COOLING: abbinare a pannelli solari termici una
macchina frigorifera
miscela di
acqua e
glicole
11 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
acqua
Introduzione al solar cooling e motivi d’interesse
•
Questa
tecnologia risponde a diverse esigenze di razionalizzzazione
dell’uso dell’energia.
•
L’aumento di condizionamento nei mesi estivi ha portato allo spostamento
dei picchi di consumo elettrico dai mesi invernali a quelli estivi
ma per fortuna.....
PIU’ SOLE -> PIU’ FREDDO PRODUCIBILE TRAMITE SOLAR COOLING
12 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Introduzione al solar cooling e motivi d’interesse
Alcune considerazioni:
•
concomitanza tra massimi di prelievo di energia elettrica e di
irraggiamento estivo è l’osservazione alla base di tecnologie adatte
all’impiego di tecnologie adatte all’impiego dell’energia solare
•
la scelta di un adeguato sistema di captazione solare è di fondamentale
importanza per il funzionamento delle macchine frigorifere abbinato
all’analisi dei fabbisogni termici dell’edificio su cui si interviene
13 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Introduzione al solar cooling e motivi d’interesse
•
Ricerca e innovazione in termini di maggiori efficienze dei
singoli componenti impiantistici
•
Obiettivo:
•
impianti con potenza inferiore a 20 kW
•
ambito residenziale
•
ridurre i costi delle macchine frigorifere
14 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
15 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
16 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Vantaggi dati dall’utilizzo di tecnologie di solar cooling:
•
Benefici ambientali
•
Benefici tecnologici
•
Benefici economici
17 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Benefici ambientali:
•
Risparmio energetico e riduzione delle emissioni di gas serra
•
Concomitanza tra il picco di richiesta di reffrescamento e la
disponibilità della fonte solare
•
User friendly: fluidi di lavoro non pericolosi ( a differenza dei
chiller a compressione che utilizzano fluidi potenzialmente
inquinanti)
18 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Benefici tecnologici:
•
Semplicità impiantistica
•
Compatibili con soluzioni per l’accumulo termico
•
Applicabili in molti settori in cui ci sia richiesta di acqua calda,
aria calda, acqua fredda o aria fredda
19 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Benefici economici:
•
All’aumentare del numero di impianti solari termici abbinati al
solar cooling i prezzi dell’energia potrebbero ritardare la loro
crescita comunque inarrestabile
•
Creazione di nuovi posti di lavoro e figure professionali a livello
regionale e locale, offrendo possibilità di sviluppo alle
economie di industria locali
20 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Svantaggi dati dall’utilizzo di tecnologie di solar cooling:
•
Svantaggi economici
•
Svantaggi tecnologici
21 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Svantaggi economici:
•
Alti costi di investimento iniziale e alti costi di installazione
•
Lunghi tempi di rientro dell’investimento
22 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Svantaggi tecnologici:
•
Bassa efficienza (COP) in confronto alle tecnologie tradizionali con chiller a
compressione
•
Consumo d’acqua
•
Tecnologie non completamente autonome: necessitano di essere integrate
con altre tecnologie a causa della discontinuità della fonte solare
•
Mancanza di know-how e di soluzioni plug&play
•
Mancanza di unità di piccola taglia (inferiori a 50 kW), adatte all’utilizzo
residenziale
23 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Sistemi a ciclo aperto: essiccamento solido con ruote entalpiche
REGENERATION
SUPPLY
24 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Sistemi a ciclo chiuso: macchina ad assorbimento
25 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
Sistemi a ciclo chiuso: macchina ad adsorbimento
26 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
27 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
28 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
29 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
31 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
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Metodi di utilizzo dell’energia solare per il solar cooling
40 | Solar cooling - Stefano Alessandrini
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Stefano Alessandrini
PhD
t +39 340 9292864
e [email protected]
w http://www.linkedin.com/in/stefanoalessandrini
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