corso analisi di progetti con energie pulite © minister of natural resources canada 2001 – 2006....
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Corso analisi di progetti con energie puliteCorso analisi di progetti con energie pulite
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
Foto: NRCan
Analisi progetti di Analisi progetti di riscaldamento solare riscaldamento solare dell’acquadell’acqua
Collettori solari piani vetrati, Ontario, Canada
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ObiettiviObiettivi
• Rivedere i principi del riscaldamento Rivedere i principi del riscaldamento solare dell’acqua (RS Acqua) solare dell’acqua (RS Acqua)
• Illustrare le considerazioni chiave Illustrare le considerazioni chiave per l’analisi di progetti di RS Acquaper l’analisi di progetti di RS Acqua
• Presentare il modello RETScreenPresentare il modello RETScreen®® per i progetti di RS Acquaper i progetti di RS Acqua
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• Acqua calda Acqua calda sanitariasanitaria
• Calore di processoCalore di processo
• Riscaldamento Riscaldamento piscinepiscine
…ma anche…
Grandi utilizzi di acqua calda
Prolungati utilizzi di piscine
Cosa forniscono i sistemi di RS Cosa forniscono i sistemi di RS Acqua?Acqua?
Foto: Vadim Belotserkovsky
Centro conferenze, Bethel, Lesoto
Centro residenziale, Kungsbacka, Svezia
Foto: Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden
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Componenti di un sistema di Componenti di un sistema di RS Acqua RS Acqua
Foto: NRCan
Scambiatorecalore
PannelloFotovoltaico Collettori solari
Circuito risc. acqua a circolazione naturale
Acqua calda alla casa
Acqua fredda di rete
Circuito acqua glicolata mandata e ritorno
Box giunzione
Scarico sedimenti
Acq
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iscald
ata
dal
sola
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Pompa glicole
Serbatoioacqua caldapreriscaldatadal solare
Serbatoiostandard
Schema impianto riscaldamento solare acqua
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Collettori solari non vetratiCollettori solari non vetrati
• Basso costoBasso costo
• Bassa Bassa temperaturatemperatura
• RobustoRobusto
• LeggeriLeggeri
• Riscaldamento Riscaldamento piscine piscine stagionalestagionale
• Bassa pressioneBassa pressione
• Basso rendimento in climi caldi e ventosiBasso rendimento in climi caldi e ventosi
Foto: NRCan
Fori regolazione portata
La scanalatura di flusso consente una portata equa attraverso i tubi
Tubo collettore da 2 ’’
Ingresso scanalatura
Portata dalla piscina
Collettore solare non vetrato
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Collettori solari piani vetratiCollettori solari piani vetrati
• Costo moderatoCosto moderato
• Funzionamento ad Funzionamento ad alta temperaturaalta temperatura
• Può funzionare alla Può funzionare alla stessa pressione stessa pressione della rete idricadella rete idrica
• Più pesante e più Più pesante e più fragilefragile
Foto: NRCan
Vetro
Contenitore
Piastra assorbitore
Tubi rialzati
Collettore
Isolamento
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Collettori a tubi sottovuotoCollettori a tubi sottovuoto
• Costo più altoCosto più alto
• Nessuna perdita Nessuna perdita per convezione per convezione
• Alta temperaturaAlta temperatura
• Climi freddiClimi freddi
• FragiliFragili
• L’installazione può L’installazione può essere più complicataessere più complicata
• La neve è un problema La neve è un problema minoreminore
Foto: NRCan
Foto: Nautilus
Tubo sviluppato e costruito in Cina
Vapore e liquido condensato dentro
il tubo di calore
Piastra assorbitoreTubo di calore
Tubi sottovuoto
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Riscaldamento solare Riscaldamento solare dell’acqua in climi diversidell’acqua in climi diversi
• Per un sistema di riscaldamento solare di acqua calda sanitaria conPer un sistema di riscaldamento solare di acqua calda sanitaria con6 m6 m22 di collettore di collettore solare vetrato, una richiesta di solare vetrato, una richiesta di 300 l/giorno300 l/giorno di di acqua calda a acqua calda a 60°C60°C e e 300 l di accumulo300 l di accumulo la la frazione solare frazione solare è:è:
21% a Tromsø, Norvegia (70ºN)
40% a Yellowknife, Canada (62ºN)
32% a Varsavia, Polonia (52ºN)
51% a Harbin, Cina (46ºN)
67% a Sacramento, USA (39ºN)
39% a Tokio, Giappone (36ºN)
78% a Marrakech, Marocco (32ºN)
75% a Be’er-Sheva, Israele (31ºN)
81% a Matam, Senegal (16ºN)
59% a Puerto Limón, Costa Rica (10ºN)
59% a Giacarta, Indonesia (6ºS)
86% a Huancayo, Perù (12ºS)
69% a Harare, Zimbabwe (18ºS)
65% a Sydney, Australia (34ºS)
39% a Punta Arenas, Cile (53ºS)
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Esempi di costi e benefici dei Esempi di costi e benefici dei sistemi solari di riscaldamento sistemi solari di riscaldamento acqua acqua
Sistema vetrato, tutto Sistema vetrato, tutto l’anno (con accumulo)l’anno (con accumulo)
La Paz, BoliviaLa Paz, Bolivia2,2 GJ/m2,2 GJ/m22
$400/m$400/m22
Sistema con tubi Sistema con tubi sottovuoto, tutto l’anno sottovuoto, tutto l’anno (con accumulo)(con accumulo)
Copenhagen, DanimarcaCopenhagen, Danimarca1,8 GJ/m1,8 GJ/m22
$1.000/m$1.000/m22
0102030405060708090
100
5 15 25 35 45
Costo energia ($/GJ)
Ris
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($/m
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Gas
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0,1
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3
Gas
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5/k
Wh
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Wh
Non vetrato, solo estate, riscaldamento Non vetrato, solo estate, riscaldamento piscinapiscina
Montreal, CanadaMontreal, Canada1,5 GJ/m1,5 GJ/m2 2
$150/m$150/m22
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Progetti di riscaldamento Progetti di riscaldamento solare acqua solare acqua ConsiderazioniConsiderazioni• Fattori importanti per la fattibilità dei progetti:Fattori importanti per la fattibilità dei progetti:
Grande domanda di acqua calda per ridurre l’importanza dei costi fissi
Alti costi energetici (es. gas naturale non disponibile)
Fornitura di energia convenzionale non affidabile
Grande interesse ambientale da parte dei proprietari degli edifici o delle società di gestione calore
• I carichi di acqua calda prevalentemente I carichi di acqua calda prevalentemente diurni richiedono serbatoi più piccoli diurni richiedono serbatoi più piccoli
• Costi più bassi per i sistemi utilizzati stagionalmente in Costi più bassi per i sistemi utilizzati stagionalmente in confronto ai sistemi più costosi utilizzati tutto l’annoconfronto ai sistemi più costosi utilizzati tutto l’anno
• Manutenzione simile a qualsiasi sistema idraulico, ma Manutenzione simile a qualsiasi sistema idraulico, ma l’utente deve impegnarsi per tempi più lunghi per la l’utente deve impegnarsi per tempi più lunghi per la manutenzione ed eventuali riparazionimanutenzione ed eventuali riparazioni
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Esempi: Australia, Botswana e SveziaEsempi: Australia, Botswana e Svezia
Sistemi per acqua calda Sistemi per acqua calda sanitariasanitaria
• In rete, necessitano di utenti convintiIn rete, necessitano di utenti convinti Possono avere dei lunghi tempi di ammortamento se i costi
energetici sono bassi
I sistemi forniscono dal 20 all’80% dell’acqua calda necessaria
• Reti isolate o dove la fornitura di energia è Reti isolate o dove la fornitura di energia è inaffidabileinaffidabile
Foto: Marie Andrén, Solar Energy Association of Sweden Foto: Vadim Belotserkovsky
Foto: The Australian Greenhouse Office
Circolazione naturale, Australia
Casa per staff medico in area rurale, BotswanaCase, Malmö, Svezia
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Esempi: Stati Uniti e CanadaEsempi: Stati Uniti e Canada
Sistemi per piscineSistemi per piscine
• Collettori non vetrati a basso costoCollettori non vetrati a basso costo Piscine estive in climi freddi Allungano la stagione in climi caldi Per uso estivo in piscine usate tutto l’anno
in climi freddi Possono avere tempi di ammortamento da
1 a 5 anni
• Collettori vetrati per piscine usate Collettori vetrati per piscine usate tutto l’annotutto l’anno
• Sistemi di filtraggio utilizzati come Sistemi di filtraggio utilizzati come pompepompe
Foto: NRCanFoto: Aquatherm Industries/ NREL Pix
Piscina, USA
Sistema per piscina comunale, Ontario, Canada
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Esempi: Grecia e CanadaEsempi: Grecia e CanadaSistemi riscaldamento acqua commerciali Sistemi riscaldamento acqua commerciali ed industrialied industriali
• Hotel/motel, appartamenti e palazzine ufficiHotel/motel, appartamenti e palazzine uffici
• Ospedali e case di curaOspedali e case di cura
• Lavaggi auto, lavanderie automatiche, ristorantiLavaggi auto, lavanderie automatiche, ristoranti
• Centri sportivi, scuole, docceCentri sportivi, scuole, docce
• Acquacoltura, altre piccole industrieAcquacoltura, altre piccole industrie
Foto: NRCanFoto: Regional Energy Agency of Crete/ISES
Hotel, Agio Nikolaos, Creta Acquacoltura, British Columbia, Canada
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Modello RETScreenModello RETScreen®® per per progetti di riscaldamento progetti di riscaldamento solare dell’acquasolare dell’acqua• Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali e Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali e
riduzione emissioni gas serrariduzione emissioni gas serra Collettori vetrati, senza vetro e con tubi
sottovuoto Piscine coperte o esterne (con o
senza copertura) Sistemi acqua calda sanitaria
(con o senza accumulo)
• Solo 12 dati mensili del RETScreenSolo 12 dati mensili del RETScreen®
contro gli 8.760 dei modelli che contro gli 8.760 dei modelli che utilizzano simulazione oraria utilizzano simulazione oraria
• Attualmente non comprende:Attualmente non comprende:
Cambi nei carichi quotidiani di acqua calda sanitaria
Sistemi stand-alone per acqua calda sanitaria
Sistemi senza accumulo per alte frazioni solari
Inseguimento solare, concentratore e collettori solari integrati
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Vedi manuale elettronico
Analisi progetti con energie pulite:RETScreen® Ingegneria e casi
Analisi progetti riscaldamento solare
dell’acqua
RETScreenRETScreen®® Calcolo energia RS AcquaCalcolo energia RS Acqua
Calcola le variabili
ambientali, inclusa la
radiazione solare sul piano del
collettore
Calcola l’energia solare che può essere raccolta
Metodo utilizzabilitàMetodo f-chart
Altri calcoli:area collettori suggerita,
necessità pompaggio
Valuta l’energianecessaria per
la piscina
Calcola l’energia
rinnovabile utilizzata e
l’integrazione necessaria
Acqua calda sanitaria con accumulo
Acqua calda sanitariasenza accumulo
Piscine
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Esempio di convalida del Esempio di convalida del modello RETScreenmodello RETScreen®® per per progetti per RS Acquaprogetti per RS Acqua
RETScreenRETScreen®® comparato comparato a:a:
• WATSUN per un sistema WATSUN per un sistema residenziale per acqua calda residenziale per acqua calda sanitaria a Toronto, Canadasanitaria a Toronto, Canada
500
1000
1500
2000
2500
3000
500 1000 1500 2000 2500 3000
Measured annual solar energy delivered (kWh)
RE
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(kW
h)
• ENERPOOL per una piscina ENERPOOL per una piscina estiva estiva da 48 mda 48 m22 a Montreal, Canada a Montreal, Canada
Discostamento dei valori di energia necessaria non superiore
al 2%
• Dati monitorati di una piscina Dati monitorati di una piscina estiva da 1.200 mestiva da 1.200 m22 a a Möhringen, Möhringen, GermaniaGermania
Discostamento dei valore di energia necessaria non superiore
al 3% e al 14% per l’energia fornita
Risultati RETScreen comparati ai dati monitorati da 10 impianti solari residenziali a Guelph, Canada
4,1%1.8001.874Ore funz. pompa (h)
0,1%8,018,02Energia fornita (GJ)
-0,5%19,7319,64Carico (GJ)
-1,8%24,7924,34Radiazione incidente (GJ)
Diff.WATSUNRETScreen
Misurazione Energia solare annuale fornita (kWh)
En
erg
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ConclusioniConclusioni
• I collettori senza vetro, vetrati e con tubi sottovuoto forniscono I collettori senza vetro, vetrati e con tubi sottovuoto forniscono acqua calda per molti utilizzi in molti climi diversiacqua calda per molti utilizzi in molti climi diversi
• Gli elevati utilizzi di acqua calda sanitaria, gli alti costi energetici e Gli elevati utilizzi di acqua calda sanitaria, gli alti costi energetici e l’impegno dei proprietari/gestori sono fattori importanti per la l’impegno dei proprietari/gestori sono fattori importanti per la fattibilità di questi impiantifattibilità di questi impianti
• RETScreenRETScreen®® calcola: calcola:
il carico per acqua calda sanitaria ed il carico per il riscaldamento di piscine
l’efficienza dei sistemi di riscaldamento delle piscine e di acqua calda sanitaria con e senza sistema di accumulo
• RETScreenRETScreen®® è uno strumento di calcolo su base mensile con è uno strumento di calcolo su base mensile con un’accuratezza di risultati simili a quella dei simulatori su base un’accuratezza di risultati simili a quella dei simulatori su base orariaoraria
• RETScreenRETScreen®® aiuta a ridurre i costi per studi di fattibilità aiuta a ridurre i costi per studi di fattibilità
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Domande?Domande?
Modulo per l’analisi di progetti di riscaldamento solare dell’acquaCorso internazionale RETScreen® per l’analisi di progetti con energie
pulite
www.retscreen.netwww.retscreen.netPer maggiori informazioni visitate il sito RETScreen: