fotovoltaico
Un impianto fotovoltaico trasforma direttamente l’energia solare in energia elettrica.
Esso è composto essenzialmente da:
moduli o pannelli fotovoltaici;
inverter, che trasformano la corrente continua generata dai moduli in corrente alternata;
quadri elettrici e cavi di collegamento
strutture di sostegno.
I moduli sono costituiti da celle in materiale semiconduttore, il più utilizzato dei quali è il silicio. Essi rappresentano la parte attiva del sistema perché convertono la radiazione solare in energia elettrica.
leggi tuttoI vantaggi possono riassumersi in:
assenza di qualsiasi tipo di emissione inquinante e quindi rispetto dell'ambiente;
risparmio di combustibili fossili;
affidabilità degli impianti poiché non esistono parti in movimento;
costi di esercizio e manutenzione ridotti al minimo;
modularità del sistema (per aumentare la potenza dell’impianto è sufficiente aumentare il numero dei moduli);
parziale indipendenza energetica;
stabilità dei prezzi;
riduzione di costi di distribuzione;
ineusaribilità;
possibilità di inserimento di impianti fotovoltaici nelle strutture edilizie già esistenti o nuove, consentendo la produzione di energia elettrica in collegamento con la rete locale esistente e contribuendo, senza alterare sostanzialmente l'estetica delle strutture esistenti o nuove, ed in taluni casi addirittura valorizzandola, al fabbisogno energetico locale.
solare
Uno dei modi migliori di contribuire ad abbattere concretamente le emissioni inquinanti dell’anidride carbonica prodotta dalle tradizionali fonti di riscaldamento, corresponsabili dell’effetto serra è quello di “catturare” l’energia dal sole, che è pulita, inesauribile, a impatto zero sull’ambiente.
Ciò è possibile senza dover rinunciare al benessere di un impianto efficiente, che sfrutta l’energia solare disponibile tutto l’anno, in qualsiasi condizione climatica.
leggi tuttoCOMPONENTI DELL'IMPIANTO SOLARE
Collettori
Sono gli elementi basilari ed indispensabili degli impianti solari termici. Nel collettore scorre un fluido che, riscaldato dall'energia solare, cede il calore accumulato all'acqua del bollitore.
Composto da una piastra di rame che assorbe l’energia solare, è sottoposto ad un trattamento speciale che permette un altissimo rendimento di assorbimento della radiazione incidente. La piastra radiante è racchiusa in una cornice con fondo in alluminio anti-condensa resistente a qualsiasi agente atmosferico.
Hanno il compito di trasformare l’irraggiamento del sole in calore durante tutto l’anno e non solo quando il sole splende.
Esistono due tipi di collettori, piani e a tubi sottovuoto.
Il collettore piano è il sistema più utilizzato per ottenere le basse temperature, cioè comprese fra i 50 °C e i 90 °C, che si ottengono facilmente facendo riscaldare al sole superfici piane.
Un collettore piano è costituito da:
una lastra trasparente di vetro, che fa passare le radiazioni in arrivo e blocca quelle in uscita;
un assorbitore di rame, che è un buon conduttore di calore, in cui sono ricavati molti canali dove circola acqua o aria. Il Sole scalda la piastra, che a sua volta scalda l'acqua o l'aria;
Isolante termico, che impedisce la dispersione di calore.
Bollitori
I bollitori ad intercapedine per impianti a circolazione naturale sono costituiti esternamente da un rivestimento in alluminio anodizzato per una maggiore resistenza alle intemperie.
I bollitori per gli impianti a circolazione forzata invece sono in acciaio smaltato.
Entrambi i tipi di serbatoio sono isolati internamente con schiuma di poliuretano per una maggiore coibentazione.
Altri componenti
Per entrambi i tipi di impianto solare sono necessarie altre apparecchiature come:
circolatore per il movimento del fluido;
centralina per il controllo elettronico differenziale (rileva la temperatura dei pannelli, del bollitore e regola la partenza o lo spegnimento del circolatore);
vaso d’espansione;
liquido antigelo
TIPOLOGIE D'IMPIANTO
Sistemi a circolazione naturale
I collettori solari immagazzinano la radiazione solare e la convogliano attraverso un circuito idraulico al bollitore. Se il collettore è integrato al bollitore al tetto o a terra si parla di circolazione naturale. Il bollitore in questo caso ha un orientamento orizzontale e si installa sopra il pannello.
Il suo funzionamento si basa su un elementare principio fisico: un liquido, se riscaldato, diventa meno denso e tende a salire verso l’alto.
In un impianto a circolazione naturale il fluido contenuto nei tubi del pannello sale verso lo scambiatore dell’accumulo cedendogli calore, mentre quello freddo ridiscende verso il collettore solare.
In mancanza dell’irraggiamento solare il fluido nel collettore, appesantito, blocca la circolazione evitando la dispersione del calore raccolto nell’accumulo.
Unico requisito indispensabile è la posizione del bollitore, più in alto rispetto ai collettori per consentire al fluido di salire.
Particolarmente economici, hanno il vantaggio di offrire un’altissima efficienza con una spesa minima.
Sistemi a circolazione forzata
Nei sistemi a circolazione forzata, il collettore è separato e lontano dal bollitore e richiede una centralina per gestire il trasferimento del calore. Non sempre, in un impianto solare termico, è possibile o opportuno posizionare il bollitore più in alto rispetto ai pannelli, diventa quindi necessario utilizzare un circolatore, la cui gestione viene affidata ad una centralina elettronica. Tramite due sonde, la centralina rileva continuamente la temperatura dei pannelli e quella del boiler, dando il consenso elettrico al circolatore solo quando il liquido nei pannelli è più caldo di quello nello scambiatore.
biomasse
Le biomasse costituiscono una delle più importanti risorse a disposizione dell'uomo come fonte rinnovabile di alimenti, energia e materie prime. L'importanza del loro sfruttamento è dovuta soprattutto alle emissioni di CO2 nette evitabili dal momento che questo gas (noto per gli effetti serra) viene riassorbito per generare attraverso la fotosintesi nuova biomassa. A tal proposito intervengono gli obiettivi di sviluppo della bioenergia che si inquadrano nell'ottica di soddisfare gli impegni internazionali assunti dall'Italia nell'ambito della Conferenza di Kyoto per le emissioni di gas serra.
leggi tuttoPer biomasse si intende un insieme di materiali d'origine vegetale, scarti da attività agricole, allevamento o industria del legno riutilizzati in apposite centrali termiche per produrre energia elettrica. La biomassa vegetale viene prodotta sfruttando l'energia solare mediante il processo di fotosintesi clorofilliana.
Le principali materie prime energetiche da biomasse sono:
residui agricoli e forestali
legname da ardere
scarti dell'industria agroalimentare
reflui degli allevamenti
rifiuti urbani
specie vegetali coltivate per lo scopo
Trarre energia dalle biomasse consente di eliminare gli scarti prodotti dalle attività agroforestali e contemporaneamente produrre energia elettrica, riducendo la dipendenza dalle fonti di natura fossile come il petrolio. La combustione delle biomasse libera nell'ambiente la quantità di carbonio assimilata dalle piante durante la loro crescita e una quantità di zolfo e di ossidi di azoto nettamente inferiore a quella rilasciata dai combustibili fossili. Le opere di riforestazione in zone semidesertiche permettono di recuperare terreni altrimenti abbandonati da destinare alla produzione di biomasse e indirettamente migliorare la qualità dell'aria che respiriamo. Le piante svolgono infatti l'importante funzione di "polmone verde" del pianeta riducendo l'inquinamento e l'anidride carbonica contenuta nell'aria. Le coltivazioni dedicate esclusivamente a produrre biomasse da destinare alla produzione elettrica non fanno eccezione a questa naturale caratteristica del mondo vegetale.
eolico
L'energia eolica è il prodotto della conversione dell'energia cinetica del vento in altre forme di energia. Prima tra tutte le energie rinnovabili per il rapporto costo/produzione, è stata anche la prima fonte energetica rinnovabile usata dall'uomo.
Il suo sfruttamento, relativamente semplice e poco costoso, è attuato tramite macchine eoliche divisibili in due gruppi ben distinti in funzione del tipo di modulo base adoperato definito generatore eolico:
Generatori eolici ad asse verticale
Generatori eolici ad asse orizzontale
Si distinguono comunemente, in funzione della potenza degli aerogeneratori, il grande ed il piccolo eolico (avente un impatto visivo praticamente trascurabile).
Prima di installare un aerogeneratore è opportuno compiere rilevamenti anemometrici che diano un quadro generale delle caratteristiche del vento nel punto esatto di installazione, questo studio si effettua con apparecchi detti anemometri e le rilevazioni devono durare minimo un anno, da tali dati si rileva anche quale tipo di aerogeneratore è più adatto al sito in questione.
COMPONENTI
Il rotore
E' costituito da un mozzo su cui sono fissate le pale. Le pale più utilizzate sono realizzate in fibra di vetro. I rotori a due pale sono meno costosi e girano a velocità più elevate. Sono però più rumorosi e vibrano di più di quelli a tre pale. Tra i due la resa energetica è quasi equivalente. Sono stati realizzati anche rotori con una sola pala, equilibrata da un contrappeso. A parità di condizioni, questi rotori sono ancor più veloci dei bipala, ma hanno rese energetiche leggermente inferiori. Ci sono anche rotori con numerose pale, di solito 24, che vengono impiegati per l’azionamento diretto di macchine, come le pompe. Sono stati messi a punto dei rotori con pale “mobili”. Variando l’inclinazione delle pale al variare della velocità del vento è possibile mantenere costante la quantità di elettricità prodotta dall’aerogeneratore.
Il sistema frenante
E' costituito da due sistemi indipendenti di arresto delle pale: un sistema di frenaggio aerodinamico e uno meccanico. Il primo viene utilizzato per controllare la potenza dell’aerogeneratore, come freno di emergenza in caso si sovravelocità del vento e per arrestare il rotore. Il secondo viene utilizzato per completare l’arresto del rotore e come freno di stazionamento.
La torre e le fondamenta
La torre sostiene la navicella e il rotore, può essere a forma tubolare o a traliccio. In genere è costruita in legno, in cemento armato, in acciaio o con fibre sintetiche. La struttura dell’aerogeneratore per poter resistere alle oscillazioni e alle vibrazioni causate dalla pressione del vento deve essere ancorata al terreno mediante fondamenta. Le fondamenta molto spesso sono completamente interrate e costruite con cemento armato.
Il moltiplicatore di giri
Serve per trasformare la rotazione lenta delle pale in una rotazione più veloce in grado di far funzionare il generatore di elettricità.
Il generatore
Trasforma l’energia meccanica in energia elettrica. La potenza del generatore viene indicata in chilowatt (kW).
Il sistema di controllo
Il funzionamento di un aerogeneratore è gestito da un sistema di controllo che svolge due diverse funzioni. Gestisce, automaticamente e non, l’aerogeneratore nelle diverse operazioni di lavoro e aziona il dispositivo di sicurezza che blocca il funzionamento dell’aerogeneratore in caso di malfunzionamento e di sovraccarico dovuto ad eccessiva velocità del vento.
La navicella e il sistema di imbardata
La navicella è una cabina in cui sono ubicati tutti i componenti di un aerogeneratore, ad eccezione, naturalmente, del rotore e del mozzo. La navicella è posizionata sulla cima della torre e può girare di 180° sul proprio asse. Per assicurare sempre il massimo rendimento dell’aerogeneratore è importante mantenere un allineamento più continuo possibile tra l’asse del rotore e la direzione del vento. Negli aerogeneratori di media e grossa taglia, l’allineamento è garantito da un servomeccanismo, detto sistema di imbardata, mentre nei piccoli aerogeneratori è sufficiente l’impiego di una pinna direzionale. Nel sistema di imbardata un sensore, la banderuola, indica lo scostamento dell’asse della direzione del vento e aziona un motore che riallinea la navicella.
Il risparmio energetico è una considerevole fonte di energia rinnovabile "virtuale"; è anche la più immediata e accessibile a tutti. Con tale termine si indica quell'area di interventi sui sistemi energetici, impianti, strutture, componenti, materiali, che portano alla riduzione del consumo di energia. Il minore consumo di energia consente la riduzione dei costi di gestione (riduzione della bolletta energetica annuale). Da evidenziare che negli interventi di risparmio energetico dove si riducono le quantità di energia primaria di origine fossile (petrolio e derivati, gpl e gas naturale, carbone e derivati) è anche possibile ridurre l'impatto sull'ambiente evitando l'emissione di CO2 ed inquinanti vari. E' per questo motivo che il risparmio energetico è assimilabile all'utilizzo di una fonte di energia rinnovabile. Il miglioramento dell’efficienza energetica e la riduzione delle emissioni inquinanti nel settore industriale ed in quello civile (residenziale e terziario) rappresentano una priorità indiscutibile della politica energetica - ambientale del nostro Paese.
IL RISPARMIO ENERGETICO NEGLI EDIFICI
La certificazione energetica Il D.Lgs. 192/2005, modificato dal D.Lgs. 311/2006, recepisce la direttiva comunitaria 2002/91/CE, stabilendo i criteri, le condizioni e le modalità per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici al fine di favorire lo sviluppo, la valorizzazione e l'integrazione delle fonti rinnovabili e la diversificazione energetica. Il decreto contribuisce inoltre a conseguire gli obiettivi nazionali di limitazione delle emissioni di gas a effetto serra posti dal protocollo di Kyoto. Si pongono altresì le basi alla certificazione energetica degli edifici, dettando i procedimenti di calcolo e le verifiche da effettuare per conseguirla. L'ambito di applicazione è relativo alle nuove costruzioni, alle ristrutturazioni totali e parziali, alla nuova installazione o ristrutturazione integrale di impianti termici, nonché alla sostituzione dei generatori di calore.
leggi tuttoIl D.Lgs 311/2006 prevede l'installazione di impianti solari termici per l'acqua calda sanitaria e gli impianti fotovoltaici per la produzione di energia elettrica. Cos'è il certificato energetico La certificazione energetica non è altro che un attestato dal quale si può capire come è stato realizzato l'edificio dal punto di vista della coibentazione e quindi quanto il fabbricato “consumi energeticamente”. E' interesse del consumatore, ad esempio l'acquirente di un immobile, sapere se l'edificio produca o meno un risparmio energetico rispetto ad uno costruito secondo i normali standard dell’edilizia. Ricordiamoci che una casa o un qualsiasi altro fabbricato realizzato senza nessun accorgimento dal punto di vista energetico oltre a causare un maggiore inquinamento produce anche un aggravio di spese per le persone che lo abitano. Iter per la certificazione energetica Con il nuovo decreto del 06/10/2006 il certificato energetico è obbligatorio da tale data. Tuttavia il certificato energetico potrà essere sostituito da un attestato di qualificazione redatto dal progettista o dal direttore dei lavori. Il nuovo decreto in materia di risparmio energetico prevede che anche i vecchi edifici e comunque tutti quelli esistenti siano dotati di certificato energetico. La cosa naturalmente sarà graduale. Dal 1° luglio 2007 il certificato che attesta la capacità di risparmio energetico è necessario anche per gli edifici esistenti o in fase di costruzione alla data di entrata in vigore del dlgs 192/2005, ma solo nel momento della compravendita. Sempre dal 1° luglio 2007 è obbligatorio il “bollino verde” anche per gli edifici superiori ai 1000 mq, nel caso di compravendita dell'intero immobile. Dal 1° luglio 2008 l'obbligo viene esteso anche agli immobili di superficie inferiore ai 1000 mq, ma sempre nel caso di compravendita dell'intero immobile. Soltanto dal 1° luglio 2009 l'attestato di efficienza energetica non potrà mancare anche nelle compravendite di singoli appartamenti. Il decreto prevede inoltre l'obbligatorietà per i nuovi edifici dell'installazione di impianto solare termico per riscaldamento dell'acqua ed impianto fotovoltaico la cui potenza sarà stabilità con decreto successivo.
IL RISPARMIO ENERGETICO NELL'INDUSTRIA
Motori elettrici ad alta efficienza I motori sono tra le macchine elettriche più affidabili: fanno il loro lavoro per molti anni con manutenzione assai ridotta e si adattano a prestazioni diverse a seconda delle esigenze. Il costo di un motore nella propria vita è mediamente dovuto per oltre il 95% al consumo di energia elettrica e solo per il 5% alle spese per acquisto e manutenzione: in altri termini, che il costo di un motore è paragonabile a quanto il motore stesso consuma in tre mesi di lavoro. Da quanto detto si vede come sia conveniente l’utilizzo di apparecchi ad alta efficienza. Esistono due classi di efficienza denominate eff1 (la migliore) e eff2. Azionamenti a velocità variabile Gli azionamenti a velocità variabile servono per modificare la velocità di un motore elettrico, che di regola è fissa e dipende dal numero di poli del motore. Essi consistono essenzialmente in un inverter che modula la frequenza di alimentazione del motore e quindi la sua velocità in funzione del carico. Questi sistemi possono essere utilizzati per variare, ad esempio, la portata di una pompa o di un ventilatore al posto di sistemi tradizionali e sono validi soprattutto perché una piccola riduzione di velocità si riflette in una forte riduzione della potenza assorbita. Semplici dati economici relativi all’investimento stimano un tempo di ritorno dell’investimento a partire dal secondo anno.























