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ACS, acqua calda sanitaria e fotovoltaico

Chi è alle prese con un edificio di nuova costruzione avrà già scoperto che è obbligato dalla legge ad installare un impianto fotovoltaico.

Andiamo a scoprire come l’energia proveniente dal pannello può venire in contro al nostro bisogno di acqua calda sanitaria. E soprattutto se l’energia pulita del sole copre una buona (o troppo bassa) percentuale di quanto serve al termoboiler.

  • casa di 4 persone
  • consumo pro-persona  70 litri / giorno
  • temperatura ingresso acqua fredda acquedotto 10 °C ed utilizzo ACS a 40 °C.

acs-acqua-calda-sanitaria-fotovoltaico-termoboiler

Con 365 giorni di utilizzi domestici si consumerebbero 3555 kWh, escludendo le perdite di calore per distribuzione.

Un fotovoltaico da 3 kW di picco (senza conoscere luogo, esposizione, ombreggiamenti e resa dei pannelli), ipotizzando una produzione annua di 3000 kWh, è insufficiente a coprire i fabbisogni di acs.

E dobbiamo tenere presente altri aspetti:

  • quando il fotovoltaico produce, deve essere utilizzato immediatamente per lo scambio sul posto
  • solitamente l’acqua è più utilizzata la mattina e la sera e serve nuova energia elettrica per ripristinare l’acqua calda consumata
  • nel boiler elettrico difficilmente si riesce a ripristinare la temperatura voluta con il solo fotovoltaico.

Possiamo stimare indicativamente che il fotovoltaico, in generale, somministra non più del 10%, pertanto, il denaro speso per il fotovoltaico + l’energia elettrica presa dall’ente erogatore non ha un ritorno economico vantaggioso.

Rimane invece vero il fatto che la spesa impiantistica iniziale è bassa.

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federico_sampaoli_espertocasaclimacom  ipha_member   articolo ideato, scritto e diretto da Marco De Pinto e Federico Sampaoli, impegnati a favore delle persone, del comfort e dell’open information. Marco titolare dello Studio di progettazione degli impianti PH Studio.  Federico titolare dello Studio di consulenza tecnica per una migliore efficienza energetica e caporedattore di espertocasaclima.com – blog di formazione e comunicazione online dal 2009. 

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Pannelli solari in posizione verticale: massimo design e minimo rendimento?

 Per ottenere un design esterno molto pulito ho spesso sognato di chiedere l’installazione dei pannelli solari in posizione verticale: come un modernissimo televisore incastonato nella facciata, sud.

pannelli-solari-verticali

Naturalmente il termotecnico lo vorrebbe montato sulle sue staffe ed inclinato all’ottimo grado con un pessimo rapporto prestazioni/bellezza, ma io sono testardo.

pannelli-solari-verticali-2

A naso, avrò meno irraggiamento in estate rispetto all’inverno, ma in estate c’è maggior disponibilità di sole e temperature ambientali maggiori, cose che concorrono agevolmente a  sopperire al minor irraggiamento dovuto all’inclinazione sfavorevole. Dunque, a naso, avrò sicuramente un impianto ben bilanciato: meno prestante d’estate e più favorevole d’inverno.

Analizziamo i dati di irraggiamento delle nostre zone nei giorni ”chiave” dell’anno alle ore 12:00, esposizione a SUD:

  • con inclinazione verticale,
  • e con inclinazione di 30°
 21 dicembre 21 marzo  21 giugno  21 settembre
pannello verticale   1111 Watt/mq  908 Watt/mq  466 Watt/mq  901 Watt/mq
pannello a 30 gradi  945 Watt/mq  1268 Watt/mq  1288 Watt/mq  1258 Watt/mq

 Direi che non c’è tanto da temere: proprio quando il sole manca (in dicembre) e le temperature sono rigide e la spesa energetica è massima, la resa del pannello solare in posizione verticale cresce quasi del 20%.

Non male come risultato: estetica e prestazioni ai massimi livelli.

Un’ulteriore vantaggio per i pannelli solari termici in posizione verticale lo si ha nella notte: vedendo una meno ampia sezione fredda della volta celeste, esso verrà raffreddato più lentamente.

…a questo non avevate pensato vero? ammettetelo!

   Riassumendo, nella determinazione della inclinazione ottimale non può essere data una singola soluzione generale: ogni pannello, di qualsiasi tipo si tratti, sarà più sensibile e avrà un rendimento maggiore quando i raggi solari lo colpiscono in maniera perpendicolare al piano. Questo, perché sempre secondo la legge di Lambert l’energia di una radiazione è proporzionale all’angolo incidente.

Sta a noi scegliere se vogliamo una media di prestazioni più elevata o vogliamo la massima prestazione quando ne abbiamo il massimo bisogno!

La scelta dell’ orientamento per una panello solare è molto importante nel caso di montaggio verticale. Infatti, tanto più la disponibilità di energia solare coincide con il momento del fabbisogno di energia, tanto più sarà la resa dell’impianto. Accumulatori a parte, se la domanda coincide con l’offerta si posso ottenere dei sensibili vantaggi in termini di guadagno energetico! Perciò il momento della domanda di energia può influenzare la scelta dell’orientamento ottimale. Se per esempio la domanda di calore nel mattino è più bassa che nel pomeriggio, un orientamento verso il sole pomeridiano a sud-ovest può essere più vantaggioso.

La richiesta energetica giornaliera media per la produzione di acqua calda sanitaria ACS di una persone è di 2-3 Kwh (80 Kwh su proiezione mensile). Questo bisogno energetico viene soddisfatto per la maggior parte attraverso un impianto formato da quasi 2 mq di pannelli solari. Solo nei mesi invernali la produzione energetica dei pannelli non arriva a soddisfare completamente la richiesta di acqua calda sanitaria, che deve venire integrata con la normale caldaia.

L’energia solare resta la più disponibile: il sole irradia sulla Terra 178.000 milioni di milioni di Watt ogni anno pari a 15.000 volte l’attuale consumo di energia da parte dell’uomo. Sfruttiamola!

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Mini glossario per voi:

  Altezza solare: l’angolo formato tra la direzione dei raggi solari e il piano orizzontale.

  Solstizi: i due punti dove l’eclittica raggiunge la massima distanza dall’equatore. Il Sole vi transita all’inizio dell’estate (solstizio estivo) con declinazione +23°27′, e all’inizio dell ‘inverno (solstizio invernale) con declinazione -23°27’.

  Equinozi: i due punti nei quali l’eclittica interseca l’equatore. Il Sole vi transita all’inizio della primavera (equinozio primaverile), e all’inizio dell’autunno (equinozio autunnale).

collettore-solare-verticale
Ultima realizzazione a Padova:

 solare-termico-in-verticale

Sul tema potete leggere questo eccellente pdf:

 


            

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