Progetto - Mazara città del sole

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OBIETTIVI
- Creare una cultura diffusa dei sistemi solari termici;

- Informare e formare, cittadini e studenti sui vantaggi economici ed ambientali;

- Aumentare il livello di utilizzo del solare termico in ambito domestico e nel terziario;

- Informare i cittadini sulle normative vigenti riguardo gli incentivi e gli sgravi fiscali relativi all'istallazione degli impianti solari termici.

SOLARE TERMICO
L'energia solare è l'energia associata alla radiazione solare e rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra.
Da questa energia derivano più o meno direttamente quasi tutte le altre fonti energetiche disponibili all'uomo quali i combustibili fossili, l'energia eolica, l'energia del moto ondoso, l'energia idroelettrica, l'energia da biomassa con le sole eccezioni dell'energia nucleare, dell'energia geotermica e dell'energia delle maree. Può essere utilizzata direttamente a scopi energetici per produrre calore o energia elettrica con varie tipologie di impianto.
Dal punto di vista energetico si tratta di un'energia alternativa ai classici combustibili fossili, rinnovabile e pulita (energia verde) nonché una delle energie a sostegno della cosiddetta economia verde nella società moderna. Può essere sfruttata con diverse tecniche e per differenti fini anche se, in genere, le tecnologie di utilizzazione soffrono della variabilità e della intermittenza nella sua disponibilità, ovvero della non piena programmabilità, conseguente ai cicli giorno-notte e alla copertura nuvolosa.
La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è, tuttavia, enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso, ma poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative. La sua conversione nelle altre forme di energia più comunemente utilizzate, avviene con basse efficienze di trasformazione. L’energia solare è del tutto gratuita, anche se, per il suo sfruttamento occorrono prodotti tecnologici, in genere di costo elevato, cosa che comporta spese maggiori nella fase di realizzazione degli impianti. Lo sviluppo di tecnologie che possano rendere sempre più economico l'uso dell'energia solare è un settore della ricerca molto attivo che, pur non avendo ancora portato a risultati rivoluzionari, ha tuttavia condotto a importanti miglioramenti tecnologici e a un notevole abbassamento dei costi di realizzazione di impianti, di uso ormai, comune, come quelli fotovoltaici e quelli termici per la produzione di acqua calda per usi sanitari o per il riscaldamento delle case.

L'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico):
• il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo (boyler):
• il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori che producono energia elettrica quando colpiti dalla luce.

I pannelli solari termici si suddividono in due tipologie:
- Pannelli solari termici “a circolazione naturale”
- Pannelli solari termici “a circolazione forzata”

L’impianto solare termico “a circolazione naturale”
è il sistema ideale per le utenze domestiche e le piccole comunità con consumi di acqua calda che arrivano a 3000 litri al giorno.
Gli impianti solari termici a circolazione naturale oggi offerti sul mercato risultano essere la tipologia diimpianto solare più diffusa al mondo.
I tempi di ammortamento dei costi di acquisto e di installazionesono molto brevi.
Di fondamentale importanza rimane comunque il dimensionamento: è assolutamente antieconomico installare accumuli troppo grandi o troppo piccoli rispetto alle reali esigenze dell’utente; il rapporto tra accumulo e superficie captante per questo tipo di impianti deve essere compreso tra 70 e 80 litri per ogni metro quadrato circa.

Nell’impianto a circolazione naturale l’acqua presente nel circuito “pannello – boyler” si mette spontaneamente in circolazione grazie all’effetto di alleggerimento, conseguente al suo riscaldamento nel pannello ed al successivo, di appesantimento, dovuto al suo raffreddamento nella serpentina del boyler, dove essa cede il calore all’altra acqua. Naturalmente, perché il movimento spontaneo si inneschi, in questo caso, il serbatoio di accumulo, contenente la serpentina di scambio termico, dovrà essere posizionato più in alto del pannello.

Installazione
Direzione del tetto: Sud
Inclinazione: 30°
Quota copertura solare: 60-80%


IMPIANTO SOLARE TERMICO A CIRCOLAZIONE FORZARA
Con questo sistema il serbatoio è posizionato all’interno della casa, mentre all’esterno sono visibili solo i pannelli sul tetto.
E’ un sistema che offre notevoli vantaggi per impianti su grande scala, come grandi edifici multifamiliari, ospedali, settore turismo, palestre e piscine e si pone come alternativa importante in tutti i casi in cui non sia possibile l’installazione di un impianti a circolazione naturale (per esigenze estetiche, in zone vincolate o per grandi accumuli).
In questo tipo di impianto il dimensionamento corretto è compreso tra 50 e 70 litri per ogni metro quadrato circa.
I sistemi a circolazione forzata sono così denominati perché, al contrario dei precedenti, utilizzano una pompa, detta di circolazione. Questa farà circolare il fluido all'interno del circuito primario, fra pannello e boyler, solo quando la temperatura del fluido all'interno del pannello risulta più alta di quella all'interno del serbatoio di accumulo.
In questo caso, naturalmente, il boyler potrà montarsi anche più in basso dei pannelli e distante da essi. Sistemi di questo tipo sono più complessi, dal punto di vista dei controlli e delle apparecchiature impiegate (pompe, sensori di temperatura, valvole a tre vie, centraline di controllo), ma consentono di posizionare il serbatoio di accumulo, anche di grandi dimensioni, praticamente dove si vuole, ad esempio a terra e non sul tetto dove problemi di peso ne renderebbero difficile la collocazione.

Installazione
Direzione del tetto: Sud
Inclinazione: 30°
Quota copertura solare: 60-80%

L’impianto Super Solar Maxi Plus
è il solare termico dedicato all’integrazione al riscaldamento e rappresenta quanto di più innovativo ci sia oggi sul mercato: infatti, questo impianto solare, non solo nasce e si adatta perfettamente agli impianti di riscaldamento a pavimento, ma grazie ai collettori solari termici di ultima generazione, riesce ad integrare persino gli impianti di riscaldamento a termosifoni tradizionali.

Affidarsi ad aziende produttrici e non solo distributrici è sicuramente un notevole vantaggio per la loro conoscenza del prodotto, delle problematiche e delle tipologie d’installazione.

Circa il 75% della quantità di energia disponibile è data nei mesi estivi, da aprile a settembre.
La somma di radiazione massima si ottiene con una superficie orientata a sud con un angolo di inclinazione di circa 30°. Una superficie con angolo di 45° con orientamento a sud-est o a sud-ovest registra una diminuzione della radiazione globale media annua inferiore al 5%.
                  

PANNELLO SOLARE TERMICO
Quali sono i vantaggi nell'utilizzo?
Un impianto solare termico, sfrutta l'energia solare per produrre energia termica. Nei mesi più caldi dell'anno l'impianto, se delle giuste dimensioni, è in grado di coprire completamente il fabbisogno di acqua calda di una famiglia. Ciò significa che la caldaia non dovrà mai entrare in funzione nel caso di utilizzo per usi sanitari e per le docce, più frequenti in tali mesi.
Nei mesi più freddi il sistema non smette di operare. Solo nelle giornate in cui il cielo è nuvoloso e coperto e sarà necessario integrare il calore usando la caldaia. Questa, in ogni caso, anche in tali periodi, lavorerà e consumerà molto meno, poiché utilizzando l’acqua preriscaldata nel boyler impiegherà meno tempo e meno gas, per portarla alla temperatura desiderata.
Installare un impianto solare termico significa quindi risparmiare sui consumi energetici prolungando, al contempo, la vita della caldaia sottoposta a un carico di lavoro decisamente basso.
In Italia un impianto in base all'ubicazione e all'utilizzo, si ammortizza nel giro di 4 anni nel caso di sostituzione di uno scaldacqua elettrico e di 10 anni nel caso di caldaia a gas e poiché la durata media di questi impianti è di 15-20 anni ne consegue che è, rispettivamente un ottimo o comunque buono investimento a breve o medio termine. Considerata la grande opportunità rappresentata dagli sgravi fiscali o dalle altre forme di agevolazione che, in questi anni, incentivano l’installazione dei collettori solari, l’intervento davvero appetibile o, addirittura, irrinunciabile, nel caso in cui si realizzi per sostituire uno scaldabagno elettrico.

Quali sono i vantaggi ambientali?
Oltre ai potenziali vantaggi economici di cui abbiamo già parlato, non bisogna omettere i sostanziali vantaggi ambientali che la diffusione di impianti solari termici produrrebbe.
Per quantificare tali vantaggi è possibile valutare la quantità di biossido di carbonio (CO2) o anidride carbonica, emessa nell'atmosfera dai diversi modi comunemente utilizzati per produrre acqua calda (scaldabagno elettrico, caldaia a metano, pannelli solari). E’ utile ricordare, per inciso, come il biossido di carbonio sia una delle cause del surriscaldamento del pianeta terra.

Di seguito viene riportata una tabella riassuntiva di tre diversi sistemi usati per riscaldare l'acqua insieme ai loro consumi e le loro emissioni di biossido di carbonio nell'atmosfera:
DispositivoFonte di energia
Emissione di CO2 (Kg/anno)
Scaldacqua elettricoEnergia elettrica
2800 kWh/anno
(costo: 600-700 €/anno)
1400
Boiler a gasMetano
300 mc
(costo: 230 €/anno)
646
Pannello solareSole
-0
Con i pannelli solari non si ha nessuna emissione di CO2 né di altri inquinanti atmosferici come le polveri, gli ossidi di azoto e ossidi di zolfo. In ogni caso, anche in condizioni climatiche o di insolazione non pienamente favorevoli,  i pannelli possono essere usati anche ad integrazione della caldaia gas o dello scaldabagno con buona riduzioni di consumi di gas e di energia elettrica e, quindi, di emissioni.
Conviene un impianto solare termico per la produzione di acqua calda?
Iniziamo col dire che la produzione di acqua calda, alla latitudine della Sicilia e specie nelle zone costiere o collinari, si può generalmente ottenere per tutti i mesi dell’anno. Naturalmente, nelle giornate coperte dei mesi più freddi sarà necessaria l’accensione più continua della caldaia a gas anche se i collettori forniranno lo stesso un contributo termico. Si può indicare, pertanto, che durante l’anno i collettori riscalderanno, gratuitamente, oltre l’80% dell'acqua necessaria in casa.

Su quali strutture possono essere installati gli impianti solari termici?

Nel caso specifico di installazione di impianti solari termici, anche abbinati a tecnologia solar cooling(*), gli interventi possono essere realizzati anche su edifici nuovi, serre o terreni (es. campi solari asserviti a reti di teleriscaldamento, stabilimenti balneari, campeggi, ecc.).
Come visto, l’incentivo può essere assegnato esclusivamente agli interventi che non accedono ad altri incentivi statali, ad eccezione dei fondi di garanzia, dei fondi di rotazione e dei contributi in conto interesse.
Limitatamente agli edifici pubblici ad uso pubblico, gli incentivi previsti dal DM 16 febbraio 2016 sono cumulabili con gli incentivi in conto capitale, nel rispetto della normativa comunitaria e nazionale e fino alla copertura del 100% dei costi.
(*)Solar cooling
Il raffrescamento degli ambienti interni (edifici), meglio noto come solar cooling, consiste nell’abbinare a pannelli solari termici una macchina frigorifera. In altre parole, la tecnologia del solar cooling permette di produrre freddo, sotto forma di acqua refrigerata o di aria condizionata, a partire da una sorgente di calore.
La diffusione di sistemi di solar cooling risponde a diverse esigenze di razionalizzazione dell’uso dell’energia.
Il solar cooling comporta benefici su almeno due fronti: 1) si incentiva l’autoconsumo; 2) l’utilizzo della fonte solare riduce le emissioni di CO2.


CONTO TERMICO
Che cos'è il Nuovo "Conto Termico"?

Il DM 28 dicembre 2012, aggiornato dal Decreto interministeriale del 16 febbraio del 2016, prevede un sistema di incentivazione che, per la parte rivolta ai soggetti pubblici e privati, è volto a promuovere:

a) sostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con impianti di climatizzazione invernale, anche combinati per la produzione di acqua calda sanitaria, dotati di pompe di calore, elettriche o a gas, utilizzanti energia aerotermica, geotermica o idrotermica;
b) sostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti o di riscaldamento delle serre e dei
fabbricati rurali esistenti, con impianti di climatizzazione invernale dotati di generatore di calore alimentato da biomassa;
c) installazione di impianti solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria e/o ad integrazione dell’impianto di climatizzazione invernale, anche abbinati a sistemi di solar cooling, per la produzione di energia termica per processi produttivi o immissione in reti di teleriscaldamento e tele raffreddamento;
d) sostituzione di scaldacqua elettrici con scaldacqua a pompa di calore;
e) sostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con sistemi ibridi pompa di calore/caldaia a gas a condensazione.

Nel caso delle Pubbliche amministrazioni, oltre a questi interventi, vengono pure incentivati gli interventi di:

f) isolamento termico di superfici opache delimitanti il volume climatizzato;
g) sostituzione di chiusure trasparenti, comprensive di infissi;
h) sostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con impianti utilizzanti caldaie a condensazione;
i) installazione di sistemi di schermatura e/o ombreggiamento delle chiusure trasparenti con esposizione da Est-sud-est a Ovest, fissi o mobili, non trasportabili;
j) trasformazione degli edifici esistenti in “edifici a energia quasi zero”;
k) sostituzione di sistemi per l’illuminazione d’interni e delle pertinenze esterne degli edifici esistenti con sistemi efficienti di illuminazione (il cosiddetto “relamping”);
l) installazione di tecnologie di gestione e controllo automatico (building automation) degli impianti termici ed elettrici degli edifici, ivi compresa l’installazione di sistemi di termoregolazione e contabilizzazione del calore.

Il nuovo Conto termico prevede anche il rimborso di una percentuale, del 50% nel caso di privati e del 100% nel caso di Pubbliche amministrazioni, dei costi sostenuti per la Diagnosi Energetica e la Certificazione della Prestazione Energetica dell’edificio richieste nel caso di realizzazione di alcuni degli interventi prima elencati.

Chi sono i beneficiari del Conto Termico?

Il meccanismo di incentivazione è rivolto a due tipologie di soggetti:
• Pubbliche Amministrazioni;
• Soggetti privati, intesi come persone fisiche, condomini e soggetti titolari di reddito di impresa o di reddito agrario.


FOTOVOLTAICO
Modulo fotovoltaico cristallino
Come il modulo fotovoltaico può convertire la luce solare in energia elettrica?
I moduli solari fotovoltaici, usando apposite celle fotovoltaiche, convertono la luce solare direttamente in energia elettrica. Questi pannelli, non avendo parti mobili o altro, necessitano di pochissima manutenzione: in sostanza vanno solo puliti periodicamente. La durata operativa stimata dei moduli fotovoltaici è di circa 30 anni.
Un ovvio problema di questo genere di impianto è che l'energia viene prodotta solo durante le ore di luce e quindi non in modo continuo. Va rilevato che tuttavia la produzione da solare è maggiore proprio nei momenti di maggior richiesta, cioè durante il giorno e nelle stagioni calde, durante le quali può sopperire all'aumento di consumi dovuto agli impianti di ventilazione e condizionamento. Eccessi produttivi rispetto alla domanda locale possono essere distribuiti tramite la rete anche a zone molto remote, utilizzati per pompare acqua in serbatoi montani (accumulo gravitazionale), per caricare accumulatori, per produrre idrogeno tramite elettrolisi dell'acqua ecc.


PANNELLO SOLARE A CONCENTRAZIONE
Il pannello solare a concentrazione concentra i raggi solari su un opportuno ricevitore; attualmente il tipo più usato è quello a specchi parabolici a struttura lineare che consente un orientamento
monodimensionale, più economico, verso il sole, e l'utilizzo di un tubo ricevitore in cui è fatto scorrere un fluido termovettore per il successivo accumulo di energia in appositi serbatoi. Il vettore classico è costituito da oli minerali in grado di sopportare alte temperature.

Quale è il futuro per queste nuove tecnologie?
Attualmente la maggior parte degli studi si concentra su nuove generazioni di celle fotovoltaiche dotate di una maggior efficienza di quelle attuali o su celle fotovoltaiche dotate di un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più economiche. Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser.
Sono in fase di sperimentazione, anche in Sicilia, prototipi di sistemi di cogenerazione fotovoltaica in cui si realizza la produzione simultanea di energia elettrica e termica.


TIPOLOGIA DI INTERVENTO AMMISSIBILE
Soggetti ammessi e durata dell’incentivo in anni in base alla tipologia di intervento


Codice interventoTipologia di interventoSoggetti ammessiDurata dell'incentivo (anni)
1.A
Isolamento termico di superfici opache delimitanti il volume climatizzatoAmministrazioni pubbliche5
1.BSostituzione di chiusure trasparenti comprensive di infissi delimitanti il volume climatizzatoAmministrazioni pubbliche
5
1.C
Sostituzione di impianti di climatizzazione invernale con generatori di calore a condensazioneAmministrazioni pubbliche
5
1.D
Installazione di sistemi di schermatura e/o ombreggiamento
di chiusure trasparenti con esposizione da ESE a O,
fissi o mobili, non trasportabili
Amministrazioni pubbliche
5
1.ETrasformazione “edifici a energia quasi zero”
Amministrazioni pubbliche
5
1.F
Sostituzione di sistemi per l’illuminazione di interni e delle pertinenze esterne esistenti con sistemi di illuminazione efficienti

Amministrazioni pubbliche
5
1.GInstallazione di tecnologie di gestione e controllo automatico (building automation) degli impianti termici ed elettrici ivi inclusa l’installazione di sistemi di termoregolazione
e contabilizzazione del calore
Amministrazioni pubbliche
5
2.ASostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con impianti di climatizzazione invernale utilizzanti pompe
di calore elettriche o a gas, anche
geotermiche con potenza termica utile nominale inferiore o uguale a 35 kW

Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
2
2.A
Sostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con impianti di climatizzazione invernale utilizzanti pompe
di calore elettriche o a gas, anche geotermiche con potenza termica utile nominale maggiore di 35 kW e inferiore o uguale a 2.000 kW
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
5
2.BSostituzione di impianti di climatizzazione invernale o
di riscaldamento delle serre esistenti e dei fabbricati rurali esistenti con generatori di calore alimentati da biomassa con potenza termica nominale al focolare inferiore o uguale
a 35 kW
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
2
2.BSostituzione di impianti di climatizzazione invernale
o di riscaldamento delle serre esistenti e dei fabbricati rurali esistenti con generatori di calore alimentati da biomassa con potenza termica nominale al focolare maggiore di 35 kW
e inferiore o uguale a 2.000 kW
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
5
2.CInstallazione di collettori solari termici, anche abbinati sistemi di solar cooling, con superficie solare lorda inferiore o uguale a 50 metri quadratiAmministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
2
2.CInstallazione di collettori solari termici, anche abbinati sistemi di solar cooling, con superficie solare lorda superiore
a 50 metri quadrati e inferiore o uguale a
2.500 metri quadrati
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
5
2.DSostituzione di scaldacqua elettrici con scaldacqua
a pompa di calore
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
2
2.ESostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con sistemi ibridi a pompa di calore con potenza termica
utile nominale inferiore o uguale a 35
kW
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
2
2.FSostituzione di impianti di climatizzazione invernale esistenti con sistemi ibridi a pompa di calore con potenza termica
utile nominale superiore a 35 kW
Amministrazioni
pubbliche e
soggetti privati
5
 
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