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Revamping energetico dell’impianto FV: di cosa stiamo parlando?

Di revamping di un impianto fotovoltaico abbiamo parlato in un precedente articolo evidenziando le possibilità di ottimizzare la resa energetica dell’impianto a fronte di un ritorno dato da condizioni economiche particolari.

Oggi vorremmo concentrarci su un aspetto che sta incominciando ad avere una certa rilevanza in termini di richieste e di prospettive di implementazione: l’utilizzo dell’impianto fotovoltaico con una valenza più ampia di quella della sola produzione di energia elettrica.

La disponibilità di energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico, come sappiamo, è di tipo in discontinuo, diurna, e non per tutto il periodo in cui il sole splende. In condizioni domestiche standard, inoltre, la produzione diurna è per la maggior parte ceduta alla rete elettrica causa inutilizzo di carichi elettrici interni.

In queste condizioni la remunerazione delle eccedenze di produzione è molto bassa, pochi centesimi di euro al kWh.

Fatte queste considerazioni, se poniamo la nostra attenzione ai tipi di energia utilizzati in contesti domestici, sicuramente si profila la necessità di coprire anche altri tipi di fabbisogni; per esempio carichi termici per la climatizzazione invernale ed estiva e produzione di acqua calda sanitaria, che esistono a prescindere dall’impianto fotovoltaico e sono necessari al mantenimento del comfort abitativo ed igienico.

Le condizioni per un revamping energetico

Oggi sono disponibili una serie di dispositivi che possono far sfruttare a pieno l’eccedenza di produzione fotovoltaica convertendo questa eccedenza in energia termica.

Facciamo alcune riflessioni; prima economiche e poi tecniche.

Eccedenza fotovoltaica ceduta alla rete = bassa remunerazione.

Stessa eccedenza sfruttata per scopi termici: valorizzazione pari al risparmio di gas (o altri combustibili) per la climatizzazione e la preparazione di ACS.

Si passa da pochi centesimi al kWh a qualche decina per gli stessi kWh (quantità di energia).

Facciamo un piccolo esempio, con un modello semplificato, ma che ci indica chiaramente una opportunità.

Preparazione ACS, come integrare facilmente un accumulo termico

1 kWh elettrico, è pari al valore energetico fornito da 0,095 m3 gas metano (fonte ENI).

Considerando una produzione media per un impianto da 3 kWp di circa 6,6 kWh/giorno (dato annuo medio di un impianto da 3 kW al centro nord Italia, con un autoconsumo della produzione del 30%), si potrebbe pensare di dissipare l’energia in eccesso con una resistenza elettrica e produrre energia sufficiente a coprire il 35% del costo energetico del riscaldamento di 300 litri di acqua calda da 10 (temperatura di acquedotto) a 55°C (temperatura di stoccaggio in accumulo).

Utilizzando una pompa di calore apposita, con un COP cautelativo di 2,9 (di solito sopra i 3 / 3,5 in estate e 2 / 2,2 in inverno) la sola eccedenza del FV basta a coprire più del fabbisogno energetico richiesto.

Questo cosa vuol dire in termini economici? Che la eccedenza di circa 6,6 kWh/giorno, monetizzata a 5 €cent/kWh in 0,33€/giorno, viene convertita in produzione termica coprendo costi che, con il gas sarebbero più di 4 volte superiori.

Integrazione del fotovoltaico alla climatizzazione e al riscaldamento

Il discorso poi si fa ancora più stringente con impianti fotovoltaici sovradimensionati. Ed il surplus energetico può essere sfruttato per la copertura, parziale o totale del fabbisogno termico per la climatizzazione invernale e/o estiva.

Dal punto di vista estivo, invece, la valutazione è “in discesa”.

• Il primo motivo è che la produzione fotovoltaica diurna è elevata proprio quando più c’è bisogno di condizionamento.
• Il secondo è che, di fatto, tranne rare eccezioni, il condizionamento è già realizzato con macchine a ciclo frigorifero per cui già, in qualche modo e a vario titolo, efficienti.
• Le stesse macchine, inoltre, sono già ad alimentazione elettrica.

Per cui in contesti domestici, anche con surplus energetico modesto, un impianto di climatizzazione può essere autoalimentato dal FV. (quindi a costo pressoché nullo)

Dal punto di vista tecnico quindi cosa si evince?

Il consumo elettrico per scopi termici è tanto più utile tanto più il dispositivo per la produzione termica è capace di funzionare assorbendo energia termica dall’ambiente (pompa di calore, pompa di calore elioassistita, termodinamico a bassa temperatura ecc.).

Nel discorso entrano in gioco anche parametri sulle caratteristiche tecniche sia dell’impianto fotovoltaico che dei dispositivi di emissione del calore e, soprattutto dell’involucro edilizio (quest’ultimo definisce la potenza termica richiesta).

Questo è il motivo per cui la natura generalista di questo articolo ci impedisce di trarre conclusioni valide in assoluto.

Tuttavia è bene precisare che in contesti domestici, con le abitazioni di nuova concezione, di classi energetiche elevate, i fabbisogni termici scendono a tal punto che anche piccoli surplus possono essere utilizzati per coprire spese di climatizzazione interna, anche invernale.

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