Città e Pianificazione Energetica PDF

01/10 Misura informazione che la devo trasmettere attraverso un numero, un’incertezza (range all quale quel valore viene identificato) e un’unità di misura. Misurare una grandezza vuol dire confrontarla con una grandezza campione chiamata unità di misura. Misurare significa confrontare una grandezza...

01/10 Misura informazione che la devo trasmettere attraverso un numero, un’incertezza (range all quale quel valore viene identificato) e un’unità di misura. Misurare una grandezza vuol dire confrontarla con una grandezza campione chiamata unità di misura. Misurare significa confrontare una grandezza con l’unità di misura Unità di misura deve essere: - ben definito - accurata (cioè con piccola incertezza) - accessibile - riproducibile - invariabile La tendenza attuale è di far riferimento alle proprietà atomiche della materia. Un sistema di unità di misura è un insieme di unità di misura pertinenti a grandezze di specie diverse tra di loro collegate. Si può associare ad ogni grandezza fisica una specie; essa va intesa come una proprietà astratta, comune a tutte grandezze considerate omogenee. Collegata al metro come grandezza fondamentale è la velocità, altra grandezza fondamentale. Grandezze fondamentali: grandezze misurabili direttamente è possibile definire grandezze fondamentali e derivate, ottenute in base alle relazioni che le legano alle fondamentali. Lavoro come grandezza derivata del metro definita con i joule. Chi governa lo scambio termico è la grandezza delle temperature, la temperatura non dipende dalla massa. il contenuto energetico dipende dalla massa. caratteristiche di un sistema di misura: - universale - accurato - pratico - coerente - uniforme Sistema internazionale (SI) 7 grandezze fondamentali. Il metro definito come la lunghezza del tragistto metro, chilogrammo, secondo, ampere, grandezze supplementari ho una grandezza che mi esprime il consumo energetico dell’edificio per unità di superficie, definizione consumo energetico dato da joule per unità di superficie da m2. Al numeratore non troverò il joule perchè troppo piccola, quindi watt o kilowatt, kwh. 1 metro quadro consuma 50 kWh, per tutto l’edificio calcolo moltiplicando la superficie con 50, il risultato sarà kWh per avere il consumo energetico globale. Viene utilizzato l’analisi dimensionale sulle grandezze. Che cos’è l’energia? sistema che ha la caratteristica che può produrre del lavoro. energia e lavoro hanno la stessa unità fisica. Nella realtà il joule equivale a fenomeni poco percettibili. Spesso si ricorre quindi ai suoi multipli o ad altre grandezze equivalenti. 1kwh =3.6 MJ = 3.600 kJ J-> W kJ->kW 1kJ = 1000 J 1 Tep (tonnellate equivalenti in petrolio) = 41.868 GJ dall’energia io posso passare alla potenza che deriva dall’energia scambiata con il tempo. la potenza ci da la velocità con cui una determinata quantità d’energia viene prodotta/consumata/espressa. L’andamento della potenza può variare nel tempo. Per esempio, la potenza espressa da una caldaia dipende dalle dispersioni dell’involucro dell’edificio, quindi principalmente dal clima esterno, che varia nel tempo. P=L/Δt Potenze solo legate a un’analisi che faccio di bilancio energetico. Se devo utilizzare il metano come fonte primaria per il riscaldamento, riesco a raggiungere potenze termiche di 30-40 kW. il lavoro scambiato nel tempo è quanto è grande quell’area, se volessi calcolare il lavoro globalmente calcolo l’intera superficie. Se una stufetta utilizza 1500 W (J s)utilizzo 1500 joule per secondo, per arrivare a 30 minuti devo convertire i 30 minuti in secondi (1800) e moltiplico 1500 con 1800 risultato in J. Per arrivare a quanti kWh consumo lo divido per 3.6 milioni di energia elettrica. 1kwh =3.6 MJ Mix elettrico nazionale da dove proviene la corrente, deriva da una situazione che cambia, e sarà come tendenzialmente,a livello comunitario, ci muoviamo verso la sostenibilità, un mix che provengono da quelle rinnovabili e non rinnovabili. ogni rendimento di conversione da origine a una perdita energetica, una piccola parte (19,5%) vengono convertiti energia elettrica, il 50% scalda il pannello e il 30% l’energia viene riflessa. Energia Termica come produco calore: - ad alta temperatura (fino a 1000ºC) - a media temperatura (fino a 120ºC) - a bassa temperatura (fino a 60ºC) più è alta la temperatura del calore che producono più difficile sarà mantenerla perchè avrò delle perdite, se uso temperature più basse avrò meno perdite. per produrre energia meccanica (movimento): - produzione diretta - produzione mediata da un motore (termici o elettrici) Produzione di energia elettrica, si vedranno successivamente le tecnologie disponibili per la produzione di questo vettore energetico considerato “nobile”. Perché nobile? Perchè si riesce a distribuire in modo molto rapido in tutto il territorio, si può avere potenza elevata ed è flessibile e poche perdite energetiche, può essere estesa senza fare opere enormi, un vettore in qualche modo perfetto. I protagonisti nella produzione di energia: - combustibili - corpi ad alta temperatura - fluidi in movimento: aria o acqua  - macchine di conversione dell’energia cinetica di un fluido di energia meccanica: turbine e motori - macchine di conversione dell’energia meccanica in energia elettrica. Metodi di produzione del calore: Scambi di temperatura da corpi a maggiore temperatura producono calore, o con dei combustibili e un comburente. - utilizzo di energia elettrica con resistenza e pompa di calore; - utilizzo di metano, gpl. Metodi di produzione dell’energia meccanica: dal calore (utilizzo maggiormente quelle fossili); dai fluidi in movimento (utilizzo maggiormente energia rinnovabile); da energia elettrica. Può essere che ci sia il calore che deriva dall’energia rinnovabile sfruttando il calore del suolo, dal vapore con tanta pressione a chilometri di profondità. calore -> motore con combustibile -> energia meccanica acqua e aria in movimento -> motore -> energia meccanica Metodi di produzione dell’energia elettrica: dal solare o dall’energia meccanica fonti inesauribili e esauribili, quindi fonti rinnovabili e le fossili. politiche a livello comunitario, si parla di edifici perchè l’ambito edilizio consuma quasi il 40% con consumo di energia. obiettivo per lavorare per gli usi finali, riducendo quelli a monte, prima di ridurre a metà e sono già partito con il rinnovabile posso arrivare direttamente a completamente rinnovabile. Energia primaria che viene utilizzata poer sommare delle energie che sono diverse 03/10 Se utilizzo l’energia elettrica - vettore “nobile” - energia viaggia sui cavi elettrici, per la produzione o da fonti rinnovabili o fonti fossili. Se ho la necessità di generare di calore. Hanno prestazioni differenti l'una dall'altra. - Dal punto di vista formale, quando genero calore di una resistenza elettrica ha un’efficienza del 100%, la conversione in calore da un’energia elettrica è unitaria, non ho perdite, con un rapporto 1:1, per generare 3,5 me ne servono 3,5. - Quando utilizzo la pompa di calore non posso definire il rendimento, perché subentra il parametro di coefficiente di prestazione, in questo caso di chiama COP che ha un rapporto di 3:4, spendo uno di elettricità e ottengo 3,5 di pompa di calore. Quindi meglio utilizzare la pompa di calore. - Se utilizzo un generatore di calore a combustione, supponendo che abbai rendimento del 100%, devo produrre 3,5 kWh di energia termica, per quantificare in termini di vettore energetico in termini di generatore a combustione lo ottengo in m3. 1 m3 di metano ha un potere calorifico di circa 10 kWh, quindi per produrre 3,5 kWh mi serviranno 0,35. L’unico combustibile “migliore” è quello a combustione, se avessi un efficienza di conversione del 50%, tra metano ed energia elettrica, significa che per produrre 1 kWh di energia elettrica devo spendere 2 kWh di energia fossile che deriva da metano, che equivalgono a 0,2 m3. Non si parla proprio di metano ma di fonte elettrica primaria, perché è presente anche carbone. Posso fare un confronto se mi calcolo a monte qual è la spesa che ho per produrre un quantitativo di energia elettrica. IL CONCETTO DI ENERGIA PRIMARIA È l’energia insita nelle risorse energetiche presenti in natura (carbone, solare, radiazione solare) che non sia stata ancora trasformata o raffinata dall’uomo, che quindi non è ancora stata sottoposta a raffinazione/conversione/trasformazione (da cui la successiva energia secondaria). Due categoria principali: - energia primaria rinnovabile - energia primaria non rinnovabile, cui si fa solitamente riferimento -> è l’energia contenuta nei combustibili “grezzi.” L’energia primaria è utilizzata per statistiche di consumo e per valutazione dell’effetto impatto ambientale conseguente al consumo di energia. Bisogna riportarsi sempre tutto a monte per calcolare i costi. Energia secondaria: energia risultante dalla conversione di quella primaria e generalmente utilizza quale vettore energetico Energia terziaria: energia all’uso (luce, calore, raffrescamento, …) Esempi di energia primaria: - Non rinnovabile: - combustibili fossili: olio combustibile, carbone, gas naturale - combustibili minerari: uranio naturale - Rinnovabile: -energia solare - energia eolica - energia idrologica (fiumi maree) - biomasse - energia geotermica di profondità (produce energia per le centrali, ne produce poca) Il vettore energetico Un mezzo che mi avvalgo per trasferire l’energia da un posto all’altro (è un mezzo). - questo permette di accumulare l’energia proveniente da una fonte energetica esterna, sia essa primaria che secondaria, e di trasferirla nel tempo, rilasciandola poi al momento opportuno. - Grazie alle proprie caratteristiche fisico-chimiche, che agevolano appunto il trasferimento energetico. - Inoltre, secondo le leggi della termodinamica, durante il processo di trasferimento e di accumulo di energia in un vettore energetico si verifica sempre una perdita parziale dell’energia iniziale (concetto di rendimento!). Per trasportare energia ho delle perdite, come per esempio le batterie del fotovoltaico. ogni volta che c’è una spesa o un accumulo porta a una perdita. C’è una differenza fondamentale di cui tenere conto quando parliamo di vettore energetico e di fonte energetica primaria: - Il primo si occupa solo del trasferimento di energia e deve essere prodotto da una fonte di energia prima, inoltre può essere stoccato per un utilizzo successivo in funzione alla richiesta. - La seconda invece, come precedentemente detto, è una fonte energetica presente in natura il cui utilizzo non necessita obbligatoriamente della trasformazione in un’altra forma di energia. - Sono un esempio di fonti energetiche primarie il petrolio, le energie derivanti da fonti rinnovabili (eolica, solare, idrica, ecc.), quelle delle biomasse e la nucleare, tutte utilizzabili dal momento in cui vengono raccolte. Le conversioni energetiche Il passaggio da una forma d’energia a un’altra implica sempre delle perdite energetiche, espresso il cosiddetto “rendimento di conversione”. - rendimento di conversione da combustibile fossile a energia elettrica: ~40% Metodo efficiente produrre energia e calore insieme. Se spendo 100 di fossile ottengo il 40% di energia elettrica. Più conversioni faccio per l’energia più avrò perdite. Se voglio produrre 1 kWh di energia, con il 40% (0.40) di perdite di conversione devo spendere 2.5 kWh di combustibile fossile (1 kWh / 0.40 = 2.5 kWh ) Esempio pompe di calore vs caldaie Se prendiamo 30,3 e si moltiplica per 2,17 si arriva a 65,8 che è l’energia primaria, o 30,3 e dividerlo per il rendimento, cioè 0,44, 1/fattore di rendimento. in termini di riduzione del consumo dell’energia primaria è il 44%, in termini di riduzione delle emissioni CO2 è del 55%. in che modo la pompa di calore diventa sempre più competitiva? Se aumento la prestazione della macchina, per produrre 100 avrò bisogno di minore energia. Perché si installano le pompe geotermiche piuttosto che le pompe di calore? In base alla temperatura, quindi le pompe di calore, se il cambio di temperatura è alto consuma di più. La temperatura del sottosuolo è pressoché costante tutto l’anno, quindi il salto di temperatura è minore per migliorare le prestazioni della macchina. I PROBLEMI: DISPONONBILITA’ DI ENERGIA ED EFFETTO SERRA Risorse energetiche vs riserve energetiche: - Risorse energetiche: quantità di energia estraibili - Riserve energetiche: quantità di energia estraibili a prezzi sufficientemente convenienti con riferimento al corrente mercato dell’energia All’aumento del prezzo dell’energia sul mercato (o al miglioramento della tecnologia di estrazione) aumenta la quantità di risorse energetiche che entra a far parte delle riserve energetiche. La disponibilità di risorse fossili: Concetto di “fonte rinnovabile”: inesauribilità, nei termini d continua disponiBilità o continua rigenerazione. il carbone, il petrolio e il metano non sono solo fonti energetiche. Partecipano anche a numerosi processi industriali. L’effetto serra La temperatura media della Terra dipende principalmente dal bilancio tra I due seguenti flussi termici radianti: - Radiazione solare (alta frequenza) ricevuta e assorbita - Radiazione infrarossa (bassa frequenza) emessa verso lo spazio - La differenza tra le due quantità di radiazione potrebbe essere chiamata “forzante radiativa”. - Se la forzante è positiva (Radiazione solare ricevuta e assorbita > Radiazione infrarossa emessa), la Terra si surriscalda e si porta a una temperatura sufficientemente alta da “scaricare” il calore in esubero e riportare a zero la forzante -> Temperatura d’equilibrio - La radiazione infrarossa emessa cresce in modo rilevante con la temperatura, quindi basterebbero piccoli aumenti della temperatura terrestre per ristabilire l’equilibrio. - Ci sono gas e vapori che, nell’atmosfera, assorbono parte della radiazione infrarossa emessa, impedendole di uscire dall’atmosfera terrestre e surriscaldando di conseguenza la stessa Effetto serra. Si tratta in particolare della CO2, prodotta in grandi quantità dall’uomo stesso, attraverso la combustione di combustibili fossili. - Inoltre, l’aumento della temperatura aumenta l’evaporazione delle superfici oceaniche, lacustri e glaciali, aumentando la presenza di vapore d’acqua nell’atmosfera. Anche il vapore d’acqua nell’atmosfera svolge effetto serra. Inoltre, l’acqua e in particolare i ghiacci riflettono la radiazione solare, quindi una loro diminuzione aumenterebbe la forzante radiativa. - Altri importanti gas sono il CH4 e l’O3 e l’N2O. Possibili conseguenze Collasso dell’ecosistema della barriera corallina; collasso della coltre di ghiaccio della Groenlandia; estinzione del 15-30% delle specie terrestri, fino all’80-90%; ridotte possibilità di raccolta da agricoltura in alcune grandi nazioni produttrici di cibo; aumento siccità in zone aride; aumento della violenza degli uragani; acidificazione degli oceani, in quanto assorbono la co2. Fare delle proiezioni, valutazioni ipotetiche per capire dove si potrebbe arrivare se continuiamo con questa strada di alti livelli di consumo. Forme di consumo consapevole: limitando gli sprechi, ottimizzazione delle efficienze, nuove abitudini di vita, diversificazione delle fonti, nuove tecnologie di produzione dell’energia, considerare l’intero ciclo di vita. Dalla nascita alla morte della costruzione di un pannello fotovoltaico la spesa di energia primaria risulta essere 1000 kWh, nella vita dell’impianto produce 350 kWh di energia elettrica. Considerando la conversione 40% avrei speso 875 kWh di energia primaria per costruirlo, ma comunque ne ho spesi 1000. 08/20 CONSUMO ENERGETICO SU SCALA MONDIALE Evoluzione in termini globali dei consumi finali, dagli anni ‘70 abbiamo raddoppiato i consumi energetici, perché molti paesi si sono evoluti e anche per un aumento significativo della popolazione e del miglioramento della qualità della vita. Se vado a vedere per suddivisione delle fonti, gli usi che si sono ridotti sono quelli al petrolio, riduzione su una cosa che è raddoppiata in termini di consumi. Percentualmente il peso è minore ma la quantità é aumentata. L’elettricità che é raddoppiata su un raddoppio degli utilizzi allora è quadruplicata. Carbone e petrolio diminuito in favore delle rinnovabili. La Cina si prevede che abbia raggiunto il suo picco, quindi continuerá a calare con il tempo perché investirà in altri paesi. La politica va a influenzare i consumi di determinate risorse. Emissioni in ambiente, carbone di più rispetto al passato, si è ridotto il petrolio e i gas naturali sono aumentati. Le emissioni del carbone sia aumentate in termini assoluti e aumentate anche percentualmente perché i paesi piú sviluppati che poi vanno a consumare di più perché la sostenibilità non sanno cosa sia. Utilizzato il carbone maggiormente perché implica meno costi. Nel ‘73 la Cina era un ventesimo di emissioni, adesso é un terzo, é quintuplicata, cioè dieci volte tanto gli anni ‘70. LA SITUAZIONE IN ITALIA Le parole chiave coniate in ambito italiano sono: sicurezza, competitività, diversificazione, resilienza, introdotte in Italia con la direttiva RE-PowerEU. A livello di energia e a livello nazionale, aumento del prezzo dovuto alla scarsità delle riserve e alla scarsità delle risorse Sicurezza: La dimensione di sicurezza riguarda il sistema energetico nel suo complesso e presuppone la sicurezza della fornitura di energia ai consumatori a prezzi sostenibili in grado di mantenere la competitività del settore industriale e manifatturiero. Competitività: Tale dimensione deve essere tenuta bene in considerazione in un contesto, come quello italiano, dove l’approvvigionamento di energia è assicurato principalmente da fonti rinnovabili e gas, con un ruolo del carbone sempre più marginale, in linea con l’obiettivo di phase out. I costi, non possiamo permetterci di avere dei costi che generano degli aumenti dei costi. Povertà energetica legata non solo dalla sicurezza ma anche alla competitività dei costi. Diversificazione: La sicurezza dell’approvvigionamento energetico sarà favorita da una maggiore diversificazione delle rotte di approvvigionamento del gas naturale e dallo sviluppo della produzione di elettricità e gas da fonti rinnovabili nonché da ulteriori miglioramenti in tema di efficienza energetica. Diversificare da dove comprare il petrolio o gas, ecc. Resilienza: Come raccomandato dalla CE, va incrementata sia la sicurezza energetica che l’accessibilità economica dell’energia, al fine di garantire “un’Unione dell’energia più resiliente”. Ogni stato membre deve infatti incrementare la preparazione e rafforzare le misure per promuovere la sicurezza energetica collettiva”. Meglio avere un involucro ben performante a scapito di un motore un po’ meno performante. Quanto si consumi mensili di gas e elettricità dell’area euro rispetto alla media degli ultimi 5 anni. Misure introdotte dal RePowerEU - raddoppio della disponibilità di biometano, rispetto al ritmo di crescita previsto nel pacchetto Fit-for-55; - evoluzione del mix energetico attraverso l’incremento molto più rapido rispetto ai target del pacchetto Fit-for-55 della penetrazione delle rinnovabili (in particolare eolico onshore e offshore e fotovoltaico), che comprenda un incremento del 20%, anche attraverso la semplificazione di planning e permitting, l’individuazione di aree idonee e aree di accelerazione e l’implementazione di sandboxes regolatorie; - raddoppio del target relativamente alle pompe di calore, tale da consentire di raggiungere 10 milioni di pezzi installati entro 5 anni in EU; Obiettivi Nazionali 1) Incrementare la diversificazione delle fonti di energia dei relativi approvvigionamenti da paesi terzi, nell'ottica di ridurre la dipendenza dalle importazioni di energia; 2) Aumentare la flessibilità del sistema energetico nazionale; 3) Affrontare limitazioni o interruzioni di approvvigionamento di una fonte di energia, nell'ottica di accrescere la resilienza dei sistemi energetici regionali e nazionali, compreso un calendario delle scadenze per il raggiungimento degli obiettivi; Ambito civile ~ 30% Elevatissimi margini di miglioramento Trasporti ~ 30% Ampi margini di miglioramento Industria ~ 30% Scarsi miglioramenti Agricoltura ed altri usi ~ 10% Trascurabile impatto di eventuali miglioramenti Come viene suddivisa il consumo di energia primaria totale annuale: circa 135 MTep (—> circa 2 Tep/p) Panoramica della produzione, domanda e offerta di energia in Italia, 2021 - L'Italia è un importatore netto di energia. In media tra il 2016 e il 2021, l'Italia ha importato l'80% del suo TES (total energy supply – fornitura totale di energia), principalmente petrolio e gas, maggior parte l’Italia importa. - La produzione nazionale è costituita principalmente da fonti energetiche rinnovabili come bioenergia, idroelettrica, solare ed eolica. - La produzione da fonti rinnovabili è aumentata nell'ultimo decennio fino a raggiungere il 74% della produzione energetica nazionale nel 2021. - L'Italia produce una quantità limitata di petrolio e gas naturale. Molte perdite di conversione di energia, più o meno un quinto di energia che consumo io la perdo, perché devo convertire la forma di energia in forme di energia che sono più utili per me. L’Italia principalmente da energie e gas esteri. LA TERMODINAMICA La Termodinamica Classica è la scienza che indaga e studia, da un punto di vista puramente Macroscopico, l'evolversi di un sistema termodinamico a seguito di un trasferimento di energia, sotto forma di calore e lavoro. E’ ovvio che a seguito di questa considerazione ci si potrebbe chiedere come energia, calore e lavoro possano essere correlati tra di loro (si vedrà successivamente che esiste una stretta correlazione tra queste due grandezze). SISTEMA E AMBIENTE Il sistema si trova all’interno di una superficie virtuale che racchiude il mio sistema energetico. Fornisco energia attraverso la superficie esterna sotto forma di combustibile, poi il sistema produce calore e scambia lavoro, ma una quota parte la perdo di calore e combustibile. Superficie di controllo mi serve per controllare le grandezze di scambio, l'energia che attraversa la superficie. Se entra meno rispetto a ciò che esce la stanza si raffredda, se ho in ingresso di più di quello che perdo la stanza si scalda Es. Ogni volta che si disperde il calore si perde 2200 W. Aria calda del prodotto della combustione è aria della stanza poi scaldata, recupero quindi circa 800 W dalla pompa di calore. La portata del gas naturale (GN) sarà quindi 3000 W. Mi trovo in una situazione con sistema stazionario quando la produzione di calore e la perdita di calore sono uguali. Se la temperatura dentro aumenta, aumenterebbe anche il 2200 W, quindi maggiore è la differenza di temperatura, maggiore sarà la perdita di W. Principio della conservazione dell’energia Se fornisco calore al sistema, l’energia interna aumenta, quindi il delta sarà positivo. Vincoli di sistema Chiuso posso avere scambio di calore e scambio di massa, chiuso energia e lavoro si possono scambiare, aperto posso scambiare anche massa. Sistema adiabatico, che non scambia calore, il termos si avvicina a questo sistemo, al contrario un sistema diatermico, non esiste un sistema adiabatico. Sistema isolato non scambia niente. Masse e volume di controllo Sistema chiuso: non scambio massa, scambio lavoro e energia Sistema aperto: ho uno scambio di massa Se ne entra 10 deve uscirmene 10 altrimenti si parla di altri sistemi. Grandezze possono essere riferite alla massa come no, energia chimica del combustibile, dipende dalla massa. La temperatura di un corpo non dipende dalla massa. Proprietà termodinamiche Sono le grandezze che caratterizzano un sistema termodinamico. Queste proprietà possono essere più o meno familiari, con un elenco molto esteso. Non tutte le grandezze appartenenti all’elenco devono necessariamente essere utili allo scopo. Equazione di bilancio di una grandezza generica Edificio considerando o un sistema energetico e lo consideriamo una situazione quasi stazionaria, si trova in una certa condizione e la mantiene nel tempo. Nell’ambito dell’edificio ha un comportamento dinamico perché intervengono diversi fattori. Bilancio in cui il programma fornirà qual è la quantità di gas naturale che mi serve per mantere quell’edificio nei diversi mesi dell’anno. Immagine - La condizione di Regime stazionario implica che le condizioni operative del sistema considerato sono invarianti nel tempo. - Solitamente si considerano anche le superfici e i volumi del sistema invarianti nel tempo. - La conseguenza dei due punti precedenti implica che in regime stazionario la quantità della grandezza considerata è costante all’interno del sistema e per cui la quantità in ingresso è uguale a quella in uscita. Il bilancio di massa - La massa è una grandezza conservativa e non può essere né generata né distrutta. - Nel caso di un sistema aperto è possibile quindi definire un bilancio di massa considerando la superficie di controllo del sistema. - La considerazione appena esposta può essere estesa ad un’analisi che coinvolga le portate di massa di ogni singolo contributo. Portata di massa Quanto chili della sostanza passano attraverso il tubo. Se l’edificio necessita di una certa potenza termica posso capire qual è la portata termica di cui ho bisogno. Se un ma di metano ha un potere calorifero di 10 kWh, se ho bisogno di 72 kw di potenza, posso ricavare la portata di metano che ho bisogno. Energia, trasferimento di energia e analisi energetica generale. Stanza ermetica che non lascia passare massa, termicamente isolata che non lascia o passare temperatura. La stanza del frigo, con il frigo aperto, la stanza si scalderà per il motore. Nella stanza ho un ingresso di energia elettrica che attraversa la presa, ho energia nel sistema, ma non ho perdita ne di calore ne di lavoro verso l’esterno, quindi il bilancio è positivo verso la stanza. Stessa cosa con il ventilatore. Energia totale di un sistema Energia in terna contenuta nel sistema più energia potenziale è energia cinetica. Potenziale è il massimo valore possibile, l’altra legata alla velocità. Energia interna è legata alla temperatura e al fatto che il fluido interessato sia in una determinata condizione di fase. Energia meccanica - E’ importante il concetto di energia meccanica quando la conversione di energia non implica l’utilizzo di energia nucleare, chimica e/o termica. - In questi casi il sistema può generare lavoro mediante l’ausilio di un fluido. Diversamente il sistema può richiedere lavoro esterno per movimentare un fluido e questo è il caso delle pompe. - Sistemi di questo tipo possono essere analizzati limitandosi all’utilizzo di quelle grandezze energetiche tipiche delle applicazioni meccaniche, trascurando di fatto alcune forme di energia che non vengono coinvolte o vengono coinvolte in parte, ma la loro implicazione sul risultato finale è del tutto trascurabile. - DEFINIZIONE: l’energia meccanica è quella forma più gestibile per ottenere un lavoro meccanico da un dispositivo meccanico, come la turbina. - Nella realtà esistono fenomeni di tipo dissipativo che ne riducono il potenziale iniziale o fanno si che aumenti il contributo di lavoro esterno richiesto. Il Calore Si è visto che l’ENERGIA è in grado di attraversare la superficie di controllo di un sistema (… o contorno) chiuso mediante due modalità: - Lo scambio di LAVORO - Lo scambio di CALORE Per esperienza si sa che un corpo caldo in un ambiente freddo si raffredda a causa della cessione di calore dal corpo verso l’ambiente e viceversa, finché non si arriva in una condizione di equilibrio. - Lo scambio di calore avviene in maniera del tutto spontanea e sempre da corpo/ambiente più caldo verso il corpo/ambiente più freddo (esempio lattina e patata al forno). - Lo scambio di calore può quindi avvenire solo in virtù di una differenza di temperatura tra due sistemi uno dei quali può essere anche sostituito dall’ambiente in cui il sistema è inserito. - in TERMODINAMICA: un sistema SCAMBIA CALORE (energia in transito) Un corpo non possiede calore ma scambia calore - Energia trasferita tra due sistemi a causa di una differenza di temperatura. Il Lavoro - Come per il calore il lavoro è uno scambio di energia tra sistema e ambiente. Ciò che attraversa il contorno di un sistema chiuso è quindi o calore o lavoro. Il lavoro inteso nella sua forma più comune e classica e l’azione di una forza associata ad uno spostamento. L’esempio più semplice che si possa fare è il movimento di un pistone che esercita una forza durante il suo movimento. E’ possibile riferire il lavoro 𝐿 [kJ] di una trasformazione all’unità di massa ottenendo 𝑙 [kJ/kg] Il lavoro compiuto nell’unità di tempo viene definito Potenza e si può indicare con 𝐿̇ [kJ/s] = [kW] Sia calore che lavoro sono DOTATI DI VERSO esiste una CONVENZIONE DEI SEGNI per queste grandezze. Lo scambio di calore è lo scambio di lavoro sono fenomeni che posso sia,birre in modi differenti entrambi per arrivare a una fine Trasformazioni di energia Energia meccanica -> e regia termica Energia meccanica -> energia elettrica Energia termica -> energia meccanica Proprietà dell’ energia (postulato dell’energia) L’ energia è una proprietà termodinamica estensiva (che gode della proprietà additiva) e conservativa. L’energia dipende dalla massa. Primo principio della termodinamica (sistema e ambiente) Considerando un sistema che lavora in regime stazionario la deltaUs sarà 0, quindi scrivendolo in un altro modo 0 = Q-L traduzcibile in Q=L, cioe tutto il calore che for Isco lo posso con entire in lavoro e non ho perlite di calore o energia. Questa cosa non è possibile, infatti il primo principio non impose un limite, subentra quindi il second o principio della termodinamica che di he che non è fattibile Q=L che non di siano perdite nella conversione. Non è possibile creare una macchina che sia Q=L. LO SCENARIO ENERGETICO GLOBALE I consumi energetici I consumi residenziali sommati a quelli del commerciale, l’edificato risulta essere il 40% dei consumi totali. Se riesco a dimezzare i consumi dell’edilizia i consumi li porto al 20% ho risparmiato il 20% dei consumi globali. Interesse degli edifici, il potenziale del risparmio delle fonti utilizzate è alto. Quando rimetto in rete l’energia ho due compensi momentarily: SSP (scambio sul posto) sono fino a fine 2024, con una tariffa che é più bassa del costo dell’energia che usiamo per prelevare l’energia; l’altro è RID (ritiro dedicato) dal 2025, cambia dal punto di vista fiscale. COP28 full implementation case: è un protocollo d’intesa dove si sono definite le linee guide di azione da intraprendere per ridurre il consumo dell’energia di tipo fossile, aumentare consumo di energia rinnovabili con obiettivi che hanno scadenza annuale per arrivare all’obiettivo finale. Prospettive nel lungo periodo Nel WEO-2023 (World Energy Outlook), lo Stated Policies Scenario (STEPS) prevede proiezioni di domanda inferiori per ciascuno dei combustibili fossili rispetto al WEO- 2022. Ciò riflette le attuali impostazioni politiche dei governi in tutto il mondo, una leggera revisione al ribasso delle prospettive economiche e le continue ramificazioni della crisi energetica globale del 2022. Riflette anche tendenze a lungo termine: le tecnologie dei combustibili fossili hanno perso quote di mercato a favore delle tecnologie di energia pulita in vari settori negli ultimi anni e, in molti casi, le tecnologie alimentate da combustibili fossili hanno già registrato un picco nelle vendite o nelle aggiunte. Tutti i combustibili fossili raggiungeranno il picco prima della fine di questo decennio, con cali nelle economie avanzate e in Cina che compenseranno la crescente domanda altrove. Legge 373 del ‘76 fino al ‘91 perché è aveva dei limiti cioè ragionava solo l’involucro, introdotta la legge 10 e guardava anche all’impianto non solo all’involucro. Anno 2005 integrata da ulteriori specifici in termini di prestazioni, con un’applicazione transitoria in termini di efficienza. Obbligo dell’Europa agli Stati membri di applicare delle leggi che siano più efficienti. L’Europa ci da delle indicazioni, non una legge vera e propria. I motori elettrici sono la fonte primaria dei consumi delle aziende. Prospettiva è quella di un drastico calo del carbone, invece è petrolio e gas naturale avranno un picco nel 2030 e poi scenderà perché subentreranno maggiormente le fonti rinnovabili. La domanda di carbone Dopo essere rimasta costantemente alta nell'ultimo decennio, la domanda globale di carbone è ora destinata a calare nei prossimi anni nel STEPS. Questa tendenza prevista riflette la riduzione dei consumi destinati negli ultimi alla produzione di energia elettrica e di ferro e acciaio a carbone. Questi due settori rappresentano infatti i due maggiori consumatori di carbone oggi, con rispettivamente il 65% e il 16% del consumo complessivo. La domanda di petrolio Negli ultimi due decenni, la domanda di petrolio è aumentata di 18 milioni di barili al giorno (mb/d). Gran parte dell'aumento è stato guidato dalla crescente domanda di trasporto su strada. Il parco auto globale si è ampliato di oltre 600 milioni di auto negli ultimi 20 anni e l'attività di trasporto merci su strada è aumentata di quasi il 65%. Il trasporto su strada ora rappresenta circa il 45% della domanda globale di petrolio, che è molto più di qualsiasi altro settore: il settore petrolchimico, il secondo più grande per consumo di petrolio, rappresenta il 15% della domanda di petrolio. La domanda di gas naturale L'ETÀ DELL'ORO DEL GAS, termine coniato dall'IEA nel 2011, sta per concludersi. L'uso globale di gas naturale è aumentato di una media annua di quasi il 2% dal 2011, ma la crescita rallenta negli STEP a meno dello 0,4% all'anno da ora al 2030. I settori dell'energia e degli edifici, i maggiori consumatori di gas naturale di oggi che rappresentano rispettivamente il 39% e il 21% della domanda totale, hanno già visto picchi nelle aggiunte di capacità di gas naturale per centrali elettriche e caldaie per il riscaldamento degli ambienti, e la domanda attenuata in questi due settori riduce l'uso di gas naturale abbastanza da fargli raggiungere il picco entro il 2030 I possibili effetti del rallentamento della crescita economica in Cina La crescita economica della Cina è stata un evento epocale negli ultimi decenni. Dal 1995, la Cina ha rappresentato due terzi del declino della popolazione mondiale che vive in estrema povertà. Il suo PIL pro capite è aumentato di oltre sette volte nello stesso periodo, poiché la sua economia si è trasformata in una potenza industriale innovativa e integrata a livello globale. LO SCENARIO EUROPEO La politica energetica in Europa La politica energetica dell'UE si basa su: - principi di decarbonizzazione - competitività - sicurezza dell'approvvigionamento - sostenibilità. Tra i suoi obiettivi figurano: - garantire il funzionamento del mercato dell'energia - garantire la sicurezza dell'approvvigionamento energetico all'interno dell’UE - promuovere l'efficienza e il risparmio energetici - lo sviluppo delle energie rinnovabili - l'interconnessione delle reti energetiche Il nucleo della politica energetica dell'UE è costituito da un'ampia gamma di misure volte a conseguire un'Unione dell'energia completa. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA DA FONTI TRADIZIONALI Turbine a gas a ciclo semplice Ciclo Brayton (o Joule), nella turbina a gas il rendimento è un parametro basilare, il compressore è in asse e viene trascinato dalla stessa turbina a gas assorbendo più del 50% della potenza meccanica generata. I gas di scarico a temperatura comprese tra 450÷600 °C vengono utilizzati per la cogenerazione di energia termica per scopi di processo o di climatizzazione o, ancora, per piccole reti di teleriscaldamento. Aria viene compressa, viene aggiunto il combustibile, aumenta l’energia dell’aria compressa a 500-600 gradi e ha un contenuto energetico molto significativo e la metto in un componente che permette di allargarsi ad alta velocità facendo girare le pale. Energia che ne esce e il 50% perché il restante lo utilizzo per comprimere l’aria. Questi impianti possono essere alimentati da : - gas naturale - Syngas (ottenuto da biomassa) - Distillati - Carbone atomizzato in sospensione in gas - Semi-solidi atomizzati derivati da biomassa liquida da rifiuti. Il rendimento netto delle turbine a gas semplice va dal 35% al 42%. Più grande è la taglia maggiore sarà il rendimento. Macchine ad assorbimento utilizzano dei cicli di affinità chimica di sostanze, acqua ammoniaca, consente tramite utilizzo corrente calda, 100 gradi, per arrivare ad avere acqua refrigerata di 7 gradi. Ciclo Rankine Il ciclo termodinamico Rankine e’ composto da quattro trasformazioni principali: - aumento della pressione in fase liquida - riscaldamento con generazione di vapore ad alta pressione  - espansione del vapore - Condensazione (ho un cambio di fase) Alterna le fasi liquido e vapore, il ciclo è anche detto a fluido bifase Il fluido di lavoro è costituito, nella stragrande maggioranza delle applicazioni, da acqua opportunamente trattata. Supponiamo di partire dal punto 0, per aumentare la pressione utilizzo una pompa, la spesa energetica è minima per comprimere un liquido , utilizzare una forza le uno spostamento per ridurre il volume. La turbina non è collegata a una pompa, la faccio funzionare collegandola a una rete elettrica. Il liquido riceve calore dalla caldaia scaldando l’acqua per arrivare al vapore, la pressione della turbina si riduce e ottengo lavoro meccanico. In uscita dalla turbina avrò un valore con un po’ di liquido, non posso aumentare la pressione su un vapore, per farlo il vapore deve tornare liquido, compito del condensatore (qui una grossa perdita) il fluido deve essere sempre lo stesso perché è a ciclo unico. Ciclo combinato come evoluzione del ciclo semplice a gas Un impianto a ciclo combinato è composto principalmente da un impianto di aspirazione e filtraggio dell’aria comburente, una turbina a gas, un Generatore di Vapore a Recupero (GVR), una turbina a vapore, un generatore elettrico o alternatore, il camino e il condensatore. La potenza della turbina a vapore è circa pari alla metà della potenza della turbina a gas. Negli impianti costruiti ex-novo la condensazione del vapore è spesso realizzata da condensatori ad aria. Nella figura è illustrato uno schema di principio di un impianto a ciclo combinato per sola generazione di energia elettrica con due gruppi turbogas. La potenza complessiva installata di impianti a ciclo combinato attualmente censibile in Italia ai fini di sola generazione di energia elettrica si aggira intorno a 29 GW con 56 gruppi. I combustibili utilizzabili nei cicli combinati sono i seguenti: - Gas naturale - Syngas (in particolare su impianti associati a raffinerie) - Distillati (nafte, kerosene, gasolio, in particolare per turbine aeroderivative). La vita utile di impianti a ciclo combinato viene generalmente fatta pari a 20 anni Il rendimento di moderni cicli combinati in esercizio commerciale è valutabile attorno al 57%, ma quelli più avanzati possono anche superare il 60%. Faccio una doppia conversione da meccanica a elettrica, quando ho disponibile energia di tipo meccanico. Si possono utilizzare motori a combustione interna, impianti di cogenerazione. Cogenerazione perché devo raffreddare un motore io la posso riutilizzare l’energia termica come l’energia elettrica. Obiettivi di cogenerazione sono ridurre contemporaneamente energia elettrica e energia di tipo termico, duplice obiettivo o doppio risultato. Rendimento valore numerico che vale tra 0 e 100% ciò che ottengo diviso a ciò che spendo, al numeratore ho l’effetto utile, ciò che voglio ottenere, al denominatore ho la mia spesa. Rapporto ed efficienza e un rapporto adimensionale, devo trovare cosa rispondenza a denominatore tra kWh e metro cubo di energia di tipo termica. Se voglio trovare l’efficienza globale al numeratore non devo mettere solo energia e,ettrica ma anche il calore che ho generato, recuperato, se ho la possibilità di avere un sistema di cogenerazione al numeratore metterò energia elettrica ottenuta anche il calore ottuso e al denominatore il calore speso. Quindi al numeratore ho 2 effetti utili sto aumentando il numeratore e ho un recupero e si incrementa il rendimento. Lo scarto ad alta temperatura diventa la sorgente del ciclo a bassa temperatura. 15/10 Evoluzione della Strategia Energetica in Italia vs Europa Target Efficienza 2014-2020 art. 7 EED LA TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA Perché il fotovoltaico, riduzione di almeno 55% di emissioni di gas effetto serra. ART. 26 (Obbligo di utilizzo dell’energia rinnovabile per il miglioramento della prestazione energetica degli edifici) I progetti di edifici di nuova costruzione ed i progetti di ristrutturazioni rilevanti degli edifici esistenti, per i quali la richiesta del titolo edilizio è presentata decorsi centottanta giorni dalla data di entrata in vigore del presente decreto, prevedono l'utilizzo di fonti rinnovabili per la copertura dei consumi di calore, di elettricità e per il raffrescamento secondo i principi minimi di integrazione di cui all’Allegato III del presente decreto. Quando valuto l’edificio devo valutare le condizioni standard, proprietà dei serramenti, dei muri, ingresso e uscita d’aria… La utilizzo la biomassa o utilizzo qualcosa che produco io o la pompa di calore. ALLEGATO III - Obblighi per i nuovi edifici, per gli edifici esistenti e per gli edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti 2. Obblighi di utilizzo di impianti a fonti rinnovabili Gli edifici di cui al paragrafo 1, punto 1, sono progettati e realizzati in modo da garantire, tramite il ricorso ad impianti alimentati da fonti rinnovabili, il contemporaneo rispetto della copertura del 60% dei consumi previsti per la produzione di acqua calda sanitaria e del 60% della somma dei consumi previsti per la produzione di acqua calda sanitaria, la climatizzazione invernale e la climatizzazione estiva. 2. Gli obblighi di cui al punto 1 non possono essere assolti tramite impianti da fonti rinnovabili che producano esclusivamente energia elettrica la quale alimenti, a sua volta, dispositivi per la produzione di calore con effetto Joule. 3. La potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili che devono essere obbligatoriamente installati sopra o all’interno dell’edificio o nelle relative pertinenze, misurata in kW, è calcolata secondo la seguente formula: P=k*S dove: - k è uguale a 0,025 per gli edifici esistenti e 0,05 per gli edifici di nuova costruzione; - S è la superficie in pianta dell’edificio al livello del terreno ovvero la proiezione al suolo della sagoma dell’edificio, misurata in m2. Nel calcolo della superficie in pianta non si tengono in considerazione le pertinenze, sulle quali tuttavia è consentita l’installazione degli impianti. Modulo fotovoltaico fatto di vetro, cella, rame argento, alluminio, materiale plastico (connettori), riciclabile al 100%. Il problema é come separare i componenti, la cella ha uno spessore molto piccolo. Cella fotovoltaica Cella e L’abbinamento con il silicio drogato con il fosforo e fluoro. Gli elettroni di valenza sono gli elettroni che occupano le bande energetiche più esterne in un legame tra atomi. - Nei materiali semiconduttori, la differenza energetica esistente fra banda di valenza e di conduzione è piccola, pertanto gli elettroni possono passare con facilità nella banda di conduzione se ricevono energia dall’esterno. - Tale energia può essere fornita dalla luce (effetto fotoelettrico). - Grazie all’effetto fotoelettrico un semiconduttore diventa conduttore, ma non generatore elettrico! Banda di valenza è di conduzione Banda di valenza è di conduzione, la valenza è dove si trova l’elettronica, si sovrappongono e passa da una zona a meno energia a più energia, nell’altro gli isolanti non c’è la fanno a passare. Nella banda di conduzione gli elettroni sono liberi di muoversi. EG corrisponde al quantità minima di energia che è necessario fornire all’elettrone per portarlo nella banda di conduzione. I fotoni servono per passare da una zona in cui non può muoversi a una zona dove può muoversi. Come si ottiene un semiconduttore - L’atomo di silicio ha 4 elettroni di valenza. - L’atomo di fosforo ha 5 elettroni di valenza. Inserendo atomi di fosforo fra quelli di silicio si crea una struttura avente un elettrone disponibile per la conduzione. Nel silicio si crea quindi un eccesso di cariche negative (elettroni) e si dice che esso è drogato negativamente (N). L’atomo di boro ha 3 elettroni di valenza. Inserendo atomi di boro fra quelli del silicio si crea una struttura con zone in cui manca un elettrone (lacune), ossia zone con mancanza di carica negativa. Tutto avviene come se fosse presente una carica positiva. Si dice che il conduttore è drogato positivamente (P). Il rendimento di conversione Si definisce rendimento di conversione il rapporto tra la massima potenza elettrica generata dalla cella e quella della radiazione solare incidente sulla cella stessa: (Formula) A seconda del tipo di applicazione varia lo spettro della radiazione solare che effettivamente incide sulla cella e, conseguentemente, varia il valore del rendimento. Tecnologie di celle fotovoltaiche - Silicio monocristallino - Silicio policristallino (meno potenti) - Film sottile: Es. Silicio amorfo o Cd-Te Moduli in Silicio Monocristallino - I più efficienti (17% - 20%) - I più cari in produzione - Celle di forma circolare creano ampi spazi vuoti nei moduli Moduli Policristallini - Meno costosi che I moduli monocristallini - Le celle sono leggermente meno efficenti di quelle monocristalline (15% - 18%) - La forma quadrata delle celle fittano meglio le dimensioni del modulo Film sottile e amorfo - Tecnologia più economica per la produzione  - La griglia metallica è rimpiazzata da ossidi trasparenti - Efficienza 6 – 8 % - Può essere depositato su supporti flessibile - Meno soggetto a problem di ombreggiamento - Migliori prestazioni in condizioni di bassi livelli di irradiazione che I moduli cristallini Curva tensione-corrente (I-V) La prestazione della cella e quindi del modulo dipende dai valori di Tensione V e Corrente I che la cella/modulo è in grado di generare. Esiste un punto di Massimo che viene gestito dall’inverter durante il normale funzionamento. Impp = va alla ricerca del punto del massimo voltaggio di energia. Più la temperatura del modello aumento minori saranno le prestazioni di energetica generata. Quando la temperature della cella cresce sopra 25°C, la tensione di potenza massima Vmp decresce approssimativamente dello 0.5% per grado Celsius Effetto di ombreggiature/ basso soleggiamento Al decrescere del soleggiamento, decresce l’amperaggio erogabile mentre il voltaggio resta pressochè costante. L’ombreggiamento (SHADING) può dimezzare o addirittura eliminare completamente l'output di un impianto solare. Il Modulo: selezione Criteri pratici - Dimensione - Voltaggio - Disponibilità - Garanzia - Caratteristiche di montaggio - Costo (per watt) Selezione del sito – Angolo di inclinazione Il valore della prestazione massima si ottiene e quando il pannello è perpendicolare alla direzione dei raggi del sole. Inclinazione ottimale = latitudine a 35-40 grafi – Inverno = latitudine + 15°(posizionato più in verticale) – Estate = latitudine – 15° (posizionato più in orizzontale) Accesso al sole Optimum per la “finestra solare” dalle 9 am alle 3 pm Durante tale period NON deve esserci ombreggiamento sui moduili (e comunque tale condizione deve permanere il più a lungo possibile) SINTESI Per scegliere un impianto fotovoltaico: - Valutare l’azimuth e l’altitudine del sole; - Descrivere l'orientamento corretto e l'angolo di inclinazione per la «raccolta» solare; - Indicare/Valutare la "finestra solare"; - Valutare considerazioni a carattere strutturale; - Pro e contro delle diverse tecniche di montaggio. Es. In una superficie 20 per 8 metri in quello più corto ce ne stanno 4 nell’altro 17, in totale 68 pannelli fotovoltaici, con un Wp (watt di picco) pari a 400, moltiplicato per i 68 pannelli risultano 27200 Wp = 27,2 kWp. 17/10 Le modalità di trasmissione del calore edificio campione in un contesto in cui mi trovo in regime di riscaldamento con 20°, sono in inverno, c’è il riscaldamento acceso e all’esterno dell’edificio c’è -1°. dato che il calore si trasferisce da un corpo più caldo a un corpo più freddo perde calore sia verso l’esterno sia attraverso il terreno e raggiunge l’esterno. per compensare le perdite installo un impianto che fornisce la quantità di calore che mi permette di rimanere a 20° per contrastare le perdite. le perdite possono avvenire, attraverso i muri, gli infissi, il terreno… Presente un terminale di impianto o un radiatore. le perdite si chiamano perdite per trasmissione è necessario conoscere lo spessore delle pareti e superficie. Perdite per ventilazione o infiltrazioni: - con impianti di ventilazione meccanica tasso di ricambio dell’aria definito con m e ha come unità di grandezza volumi/h pari a 0,5. - infiltrazioni con apertura delle finestre. La potenza legata alla ventilazione è la portata di massa per il calore specifico per la variazione di temperatura. Pv=m cp ΔT - Per scaldare un kg di aria ho bisogno di una quantità di calore: kJ/kg °C che è pari a 1,005 abbiamo 50 x 1,2 x 1,005 x (20-(-1)) perdite per ventilazione. tutto quello che perdo devo fornire per mantenere i gradi e all’interno degli edfici io sono generatore di calore. Carichi interni contribuiscono a riscaldare l’ambinete interno (elettrodomestici, persone). Come vvengono gli scambi termici Le energie spese per riscaldare un edificio dal punto di visto geometrico negli anni ‘70 era 10 volte tanto confronto oggi. lo scambio termico è dato da uno scambio di temperatura. 3 principali fenomeni di scambio termico: - Conduzione (fenomeno che si manifesta all’interno di un oggetto solido o in un fluido in quiete, ma pure tra oggetti solidi, purché a contatto tra loro) le molecole devono essere ferme; - Convezione (tra la superficie esterna di un oggetto e un fluido) avviene con movimentazione del fluido, dato da uno scambio naturale, generato da una differenza di densità; - Radiazione (tra la superficie esterna di un oggetto e la superficie esterna di un altro oggetto) fenomeno che è sempre presente e tutti i corpi scambiano calore, rilasciano energia attraverso onde elettromegnetiche e lo scmabiano in base alla temperatura che si ritrovano. Trasmittanza: quanto è performente una componente dell’edificio che è soggetto a diverse forsme di scmabio termico. La conduzione termica dipende dal materiale, lo scambio di calore si centra maggiormente su materiali conduttivi. LA CONDUZIONE se considero una superficie piana e ha un certo spessore, vale a dire in condizioni tale che le caratteristiche del sistema non varino con il tempo, nel caso di una parete avremo la seguente situazione. Dall’esperienza si è appreso che la potenza termica raddoppia al raddoppiare della superficie (A in questo caso) oppure al raddoppiare delle differenza di temperatura tra le due interfacce (ΔT=T1-T2) , mentre si dimezza al raddoppiare dello spessore della “parete” se ragioniamo in termine di edifici (Δx). la potenza che scambioattraverso la superficie piana cui nelle due superfici mantengo la temperatura la potenza di scambio è il prodotto 𝝀 (conducibilità termica) più questo aumenta più il materiale è conduttivo e viceversa, quindi il calore diminuisce. Proprietà caratteristiche dei materiali: - Conduttività termica (regimi stazionario e dinamico) - Densità (hanno significato in regime dinamico) più è denso più conduce - Calore specifico (hanno significato regime dinamico) miglior isolante in assoluto è l’aria. più grande è lo spessore a parità di materiale più la lastra si oppone al passaggio del calore, oppure a parità di spessore, più basso è la 𝝀 LA CONVEZIONE Modalità di trasferimento di energia termica tra una superficie solida e il liquido o gas adiacente in movimento → ciò implica in qualche modo gli effetti combinati di trasporto di massa e conduzione. Lo scambio di calore in questa tipologia di fenomeno di scambio aumenta all’aumentare della velocità del fluido rispetto alla superficie solida con cui questo si trova in intimo “contatto” Meccanismo di scambio termico che avviene sia per consuzione che per movimento. se ho una parete che ha una certa tempertura (Tspf) e la temperatura dell’aria, avrò che la temperatura rimarrà fissa e quando mi avvicino alla parete la temperarura scende, aria tende ad andare verso il basso. E’ un meccanismo di scambio termico che avviene ad opera dei due seguenti fenomeni: - Trasferimento diretto di calore (per conduzione termica) tra un fluido (aria o acqua) e la superficie esterna della materia solida - Movimento del fluido (aria ad esempio) lungo la superficie, con propulsione imposta (convezione forzata) o causata dalla variazione di temperatura subita dal fluido durante lo scambio stesso (convezione naturale) L’entità del flusso dipende soprattutto dai seguenti fattori: - Geometria del contesto (superficie verticale, orizzontale rivolta verso l’alto/basso, obliqua, condotto,…) - Tipologia di flusso (convezione forzata o naturale) - Entità del flusso (moto laminare o moto turbolento) - Finitura superficiale (presenza di macro-rugosità) aquanto il calore fa fatica ad andare da una zona più calda a una zona più fredda. ad ogni strato attribuisco una resistenza, deve essere inclusa anche la resistenza superficiale, che è quella resistenza che va a quantificare lo scambio termico radiattico e convettivo, la resistenza sup interna è sempre maggiore di quella enterna, lo scambio è basato sullo scambio termico della velocità dell’aria, la velocità interna è più alta esternamente che internamente. il flusso termico scambiato (Q con un punino sto calcolando il calore nel tempo) se Ti>Te il flusso sarà verso l’interno. clacolo i flussi delle pareti di un parallelepipedo, li sommo e trovo la potenza in W, la potenza globale dispersa dispersa del volume riscaldato. informazioni di cui abbiamo bisogno sono, le proprietà delle pareti e le proprietà termiche, valore di U minimo richiesto per legge. Uvert = 0,2 W/m2K Rse = 0,04 m2K/W Rsi= 0,13 m2K/W intonaco intenro 2 cm, interno 30 cm, poi 12 cm, e interno 1 cm. Ri.INT = Sint/λint = 0,02/0,7 = 0,029 m2K/W RMURO = Smuro/λmuro = 0,3/0,27 = 0,111 m2K/W più alta è la resistenza più lo tsrato si oppone al cambio di calore RISO = Siso/λiso = 0,12/0,04 = 3 m2K/W → 0,04 è il dato solito degli isolanti RiEST = SiEST/λiEST = 0,01/0,7 = 0,014 m2K/W se volgio calcolare la resistenza totale della parete:ù RT = Rsint + RiINT + RMURO + RISO + RiEST = 4,284 m2K/W U = 1/RT = 1/4,284 = 0,233 m2K/W → genera quel W in un metro quadro con la differenza di 1 grado tra interno e esterno. Chi fa la differenza nei numeri è l’isolante LA RADIAZIONE TERMICA E’ il modo di trasmissione del calore di cui comunemente non si ha piena coscienza e si confonde con la conduzione. Questo fenomeno ha le seguenti caratteristiche: - non c’è contatto diretto - assenza di supporto materiale - la presenza di un mezzo attenua E’ fondata sul trasporto di energia da parte delle onde elettromagnetiche (o fotoni). Tutti i corpi a temperatura diversa dallo zero assoluto emettono radiazioni elettromagnetiche. Questo fenomeno di scambio termico avviene alla velocità della luce e non subisce attenuazioni nel vuoto. emissività dei rivestimenti delle pareti è quasi sempre uguale. finimenti Quando l’energia in radiazioni va contro una superficie, la superficie si comporta in un certo modo, una parte riflessa, parte assorbita ì, parte trasmessa, se è opaca la quota trasmessa è pari a 0. se la parete è nera assorbe di più di quello che riflette, superfici trasparenti ha una quota trasmessa, riflessa e assorbita. fattore solare del serramento mi l’importante che la somma di assorbimento, riflessione e trasmissione deve essere sempre pari o a 1 o a 100%. Fattori di Vista Se si considerano due superfici che scmabiano tra di loro e che si troano a due differenti temperature, è possibile definire dei coefficienti che mettono in relazione il loro scambio di calore reciproco. trasmissione del calore nei materiali isolanti su una faccia della parete ho scambio per irragiamento all’esterno che avviene contemporaneamnete al flusso convettivo, flusso che entra nella parete. Coefficiente globale di scmabio per una superficie: Nella realtà pratica, si procede a semplificazioni, per calcolare più velocemente, ma con sufficiente accuratezza, gli scambi termici convettivi e radiativi. A tal scopo, per quanto riguarda il flusso termico scambiato dalla superficie di una parete, un tetto, una finestra,… si riuniscono i due contributi in uno solo, definito attraverso il coefficiente globale di scambio della superficie.  22/10 I COMPONENTI VETRATI Proprietà caratteristiche 2 famiglie di caratteristiche: - termo-energetiche: - trasmittanza termica - solar hea gain coefficient - coefficiente di trasmissione solare - ottiche: - coefficiente di trasmissione enl visibile il parametro che definisce questa caratteristica del vetro è il fattore solare che viene indicato con G, più alto è il fattore solare più il vetro è trasparente, più il vetro è scuro più scherma la radiazione tipologie di scambio all’interno dell’intercapedine: - convenzione - radiazione Le vetro camere λVetro ≈ 1 W/(m·K) solitamente gli spessori del vetro singolo sono di 4÷6 mm → resistenza termica R = 0.004÷0.006 m2 ·K/W Conseguentemente, la trasmittanza U per una lastra semplice (con coefficienti globali di scambio hInt = 8 W/(m2 ·K) , hExt = 23 W/(m2 ·K)) s’aggira attorno a 5.7 W/(m2 ·K) Limitare le dispersioni → aumentare la resistenza termica → intercapedini di aria o altro gas (trasparenza e bassa conduttività), racchiuse da vetri quando c’è la condensa è principalmente ai lati, al centro no, perchè ci sono altri materiali che diventano freddi, mentre al centro è presente solo l’aria. Il fattore solare Rapporto tra l’energia globale trasmessa oltre la lastra e l’energia incidente sulla lastra stessa. Energia globale trasmessa = Energia direttamente trasmessa + energia assorbita e scambiata per radiazione e convezione verso l’interno. Per lastre non trattate il valore di c viene di solito assunto pari a 0.3, ma con trattamenti bassoemissivi si può giungere a 0.5. Vetri basso-emissivi Limitazione della componente radiativa attraverso il deposito di apposite sostanze sulla superficie → Vetri basso-emissivi Scopi: - Limitazione delle dispersioni invernali → vetri basso-emissivi a guadagno solare - Limitazione dei carichi termici estivi → vetri basso-emissivi a controllo solare Trasmittanza totale dell’eemento finestrato calcolare la trasmittanza del vetro e del telaio 3 macro-componenti partecipano alla dispersione del calore attraverso l’elemento finestrato: - Il pacchetto vetrato - Il telaio - La parte di ancoraggio alla struttura edilizia (coefficiente di dispersione lineico) Calcolo della trasmittanza effettiva dell’intero elemento finestrato → media pesata sulle estensioni dei componenti 29/10 un edificio compatto (ha partià di volume interno riscaldato racchiude una superficie interna più piccola possibile) come la sfera, invece poco compatto è un parallelepipedo. fase finale del decreto dei requisiti minimi, stabilisce le prestazioni energetiche che devo raggiungere per ogni edificio. quando andiamo a quantificare, il fabbisogno energetico dell’edificio, ci consente di avere una grandezza del consumo dell’edificio, però bisogna anche interpretare i dati. ANIT (associazione nazionale isolamento termico) Legge 10/1991 articoli che parlavano della crtificazione energetica ma non c’è mai stato un decreto attuativo, poi con il tempo vengono aggiunti. Decreto 192/05 abrogava i decreti attuativi perchè non andavano bene. 1.4.1 VETTORI ENERGETICI: ENERGIA RINNOVABILE E NON RINNOVABILE ha portato a un cambio di direzione per la classificazione energetica degli edifici, prima veniva classificato in relazione di quanto consumava, con il DM 26/6/15 valorizzava la classificazione se prende energia da fonti rinnovabili, classificazione viene fatta sulla base del consumo di fabbisogno di tipo fossile. Il DM 26/6/15 pone l’accento sull’analisi della quota rinnovabile e non rinnovabile dei fabbisogni energetici richiesti in funzione dei vettori energetici utilizzati. Questa analisi è centrale: - per le verifiche progettuali del rispetto dei requisiti minimi; - per lo studio delle coperture energetiche da fonti rinnovabili secondo il DLgs 28/11 e il DLgs 199/21;  - per la nuova classificazione energetica degli edifici (basata sul fabbisogno di energia globale non rinnovabile). Il calcolo delle quote energetiche rinnovabile e non rinnovabile si effettua applicando ai vari vettori energetici i pertinenti fattori di conversione in energia primaria non rinnovabile (fP,nren), rinnovabile (fP,ren) e totale (fP,tot) riportati nella seguente Tabella. come vengono divisi i vettori energetici e le quote di rinnovabile e fossile. Termine EP rappresenta indice di prestazione termica utile per il riscaldamento, indica alla cui unità di misure è kWh/m2. fabbisogno termico è per riscaldamento e raffreddamento, la quantità di calore che il terminale di impiato deve fornire per tenere clado l’edificio deve essere al di sotto di un limite. consumo su metro quadro dell’edificio nel riscanlamento deve essere al di sotto di un valore minimo dato dalla norma, la somma di riscaldamento e raffrescamento deve essere sotto di un limite. L'energia primaria è la quantità di energia utilizzata per poter confrontare differenti vettori energetici. consumo 10 m3 che sono 100 kWh, che sono 105 kwhep 10 kWh di energie elettrica, sono 24,2 kWh di energia primaria in totale l’edificio consuma 129,2 kWh di energia primaria, poi li divido per i metri quadri della casa e arrivo a dire che EPH,nd = 64,4 kWh/m2 identifica la proprietà media dell’impianto verifica legata all’edificio, se riealizzo un edificio di nuova costruzione Problema degli edifici moderni esigenza della climatizzazione, se ci sono determinati valore dal punto di vista climatico bisogna fare delle verifiche e degli eventuali accorgimenti anche per gli ombreggiamenti. rinnovabile elettrico, k è 50 rendimenti rendimento dell’impianto deve essere maggiore di un valore limite BIOMASSE E CONGENERAZIONE Biomasse → Frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani classsificazione delle biomasse in funzione dell’origine: - fitomassa: biomassa da piante - zoomassa: biomassa da animali - biomassa microbica: biomassa da microorganismi Modalità di produzione → Modalità di produzione. I processi di conversione in energia delle biomasse possono essere ricondotti a due grandi categorie: - Processi termochimici (combustione diretta) - Processi biochimici (produzione di vettori energetici per la successiva combustione) La scelta di processo dipende dalle caratteristiche del materiale: - Biomasse ricche di carbonio (C) e poca acqua (H2O). In particolare: rapporto C/N > 30 e contenuto di umidità < 30% Combustione. Generalmente: legna e derivati (segatura, trucioli, ecc.), paglia di cereali, residui di potatura della vite e degli alberi fruttiferi e scarti di lavorazione (lolla, pula, gusci, noccioli, ecc.). - Biomasse ricche di azoto (N) e umide. Processo biochimico che trasforma le molecole organiche in metano ed anidride carbonica. In generale: le colture acquatiche, alcuni sottoprodotti colturali (foglie e steli di barbabietola, ortive, patata, ecc.), reflui zootecnici, alcuni scarti di lavorazione (borlande, acqua di vegetazione, ecc.) e alcune tipologie di reflui urbani ed industriali. Ambiti di applicazione: - Residenze monofamiliari e multifamiliari - Quartieri (attraverso il teleriscaldamento) - Calore di processo Opportunità: - Utilizzo di materiale di scarto - Nuove opportunità di lavoro in ambito locale - Emissioni serra praticamente nulle - Basse emissioni di zolfo (coinvolte nel fenomeno delle piogge acide) - Costo del combustibile sottoposto a scarse fluttuazioni Criticità: - Elevati costi iniziali - Elevata occupazione di area - Impianti con efficienza inferiore rispetto ai generatori di calore tradizionali - Frequente pulizia della caldaia - Smaltimento delle ceneri (eventuale riutilizzo quale concime) - Reperimento del combustibile - Difficoltà di movimentazione combustibili Combustibili solidi da biomassse - Pellets Nessun additivo chimico nella produzione (ottenuto partendo da legname vergine, in particolare da polvere ottenuta dalla sfibratura dei residui legnosi, pressata in cilindretti di lunghezza compresa tra 1.5 e 2.0 cm e diametro di 6-8 mm, e col solo impiego di vapore ad alta pressione e additivi naturali per aumentarne la compattezza). E' un combustibile standardizzato: - Potere calorifico: 4.7 kWh/kg (~3077 kWh/m3) - Contenuto d’acqua: 8%, comunque < 12% - Densità: 650 kg/m3 - Contenuto di ceneri: 0.5% Elevata densità → Piccolo volume di stoccaggio Combustibili solidi da biomasse - Bricchetti Tronchetti pressati Prodotti da residui e polveri più grossolane Principali caratteristiche dimensionali: - Lunghezza: ~30 cm - Diametro: ~7-8 cm Nessun collante la compattazione avviene fisicamente con vapore e l'alta temperatura generata nel processo. Combustibili solidi da biomasse - Cippato La produzione consta in pratica nel mero reperimento Uniformità di composizione di difficile ottenimento. Principali caratteristiche: - Potere calorifico: 3.7 kWh/kg (~750 kWh/m3) - Contenuto d’acqua: 25-30% - Densità: 200 kg/m3 - Contenuto di ceneri: 1% Densità bassa → Elevato spazio di stoccaggio Basso costo Caldaia di manutenzione più onerosa Tre tipi: - Verde: sono presenti anche le foglie (sminuzzatura della pianta intera o delle ramaglie) - Marrone: rami e tronchetti con corteccia - Bianco: legna preventivamente scortecciata Le scaglie provenienti dal bosco presentano in genere un’umidità che oscilla tra il 40 e il 60% → stoccaggio finalizzato a una giusta aerazione, evitando fermentazioni che deteriorano la qualità del cippato. Combustibili luquidi da biomasse Bioetanolo: Prodotto da biomasse per via fermentativa. Tre principali materie prime: - Materiali zuccherini: sostanze ricche di saccarosio come la canna da zucchero, la bietola, il sorgo zuccherino, taluni frutti, ecc. - Materiali amidacei: sostanze ricche di amido come il grano, il mais, l'orzo, il sorgo da granella, la patata - Materiali lignocellulosici: sostanze ricche di cellulosa come la paglia, lo stocco del mais, gli scarti legnosi, ecc. Biodiesel: Utilizzabile nell'autotrazione e nel riscaldamento degli ambienti. Si ottiene dalla spremitura di semi oleoginosi di colza, soia, girasole ecc.. e da una reazione detta di transesterificazione, che determina la sostituzione dei componenti alcolici d’origine (glicerolo) con alcool metilico (metanolo). Combustibili gassosi da biomasse Biogas: composizione tipica: - metano 50÷70% circa - CO2ed altri componenti: il resto Utilizzabile nelle medesime applicazioni del gas Prodotto attraverso digestori: conversione biochimica in assenza di ossigeno, in cui micro-organismi demoliscono le sostanze organiche complesse (lipidi, protidi, glucidi) contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di origine animale producendo biogas. INTRODUZIONE ALLA COGENEAZIONE sfrutto il massimo potenziale elettrico che riesco a fornire Definizione: Generazione combinata (contemporanea e nel medesimo ciclo termodinamico) di più forme energetiche (tipicamente: energia termica ed energia elettrica) attraverso un processo e soluzioni atti a sfruttare al meglio il potere energetico del combustibile. Motivo: Produzione tradizionale di energia: - Energia elettrica: produzione da motore alimentato a combustibile fossile e dispersione in ambiente dell’energia termica residua - Energia termica: produzione da caldaia alimentata a combustibile fossile Produzione cogenerativa: - Energia elettrica: produzione da motore alimentato a combustibile fossile e UTILIZZO dell’energia termica residua - Energia termica: UTILIZZO dell’energia termica residua del sistema di produzione dell’energia elettrica In pratica, il ciclo di produzione dell’energia elettrica viene utilizzato per fornire anche energia termica → Si tratta di un u lizzo intelligente di energia. Si parla anche di utilizzo di cascami energetici Tipico rapporto di consumo tra cogenerazione e generazione convenzionale (quindi separata) di energia elettrica e calore: 4 a 5 → A parità di produzione elettrica e termica, la cogenerazione consuma 100 unità di combustibile, mentre la generazione tradizionale ne consuma 125. Inoltre, nel caso di cogenerazione diffusa, vengono abbattute le perdite di trasformazione e trasporto dell’energia elettrica. 31/10 MOTORI COGENERATIVI Combustibili utilizzati: Combustibili liquidi: - Gasoli - Benzina - Oli pesanti Combustibili gassosi: - Gas naturale - Propano - Gas da discarica - Biogas Combus bile più u lizzato: metano → rido o impa o ambientale, minori costi di manutenzione, elevata vita utile della macchina. Con la perdita di temperatura io la riutilizzo, nella cogenerazione ho una produzione combinata di energia elettrica e calore. tutto ciò che diventa scarto deve essere utilizzato in un impianto cogenerativo. Motori a combustione interna le temperature massime di disponobilità di acqua calda sono 80-90°, a seconda del tipo di motore possono avere diverse temperature. Sui motori di media taglia il calore è disponibile alle seguenti temperature: A bassa temperatura (25% dell'energia in input al motore) Riscaldamento di ambienti e produzione di acqua calda sanitaria: - Intercooler: 50-60°C - Olio lubrificante: 75-85°C - Acqua di raffreddamento: 85-95°C, 115°C nel caso di circuiti pressurizzati Ad alta temperatura (30% dell'energia in input al motore) → produzione di vapore in media pressione, 5-12 bar: - Fumi: 500°C Ottima modulabilitàin funzione del carico. Limitato investimento iniziale ma alti costi di manutenzione ordinaria e straordinaria. Il rendimento elettrico cresce in modo rilevante con la taglia. Significativo effetto scala sui costi di investimento. Generalmente si usano unità alimentate a gas. Se sommo le richieste enrgetice avroò un profilo che avrà un certo elemento. Necessita di un impianto acustico perchè sono molto rumorose. effetto scala dei costi. Ritorno di investimento inteso per anni ROI Coefficienti che vengono calcolati e vengono utilizzati quando si fa unipotesi concettuale per vedere quale intervento è economicamente più conveniente. Possibilità d'installazione di taglie "domestiche", generalmente a inseguimento del carico termico: - Taglie: 10 kWEl7 MWEl - Elevati rendimenti elettrici anche ai carichi parziali (0.30-0.40) - Costo d'installazione: 800-1200 €/kWEl - Costi di manutenzione elevati (8 16 €/MWhEl) - Elevata affidabilità - Vita utile: 60000-80000 h (automobili: 4000-5000 h) - Catalizzatore per contenimento emissioni rendimento termico, una quota parte di calore immesso grazie al comustibile è del 65%, con un rendimento elettrico del 20% e un rendimento totale del 85% (85-20). Motori Stirling Gas che fa muovere i pistoni è sempre lo stesso, non ci sono le valvole, combustione esterna, alette dove viene scaricato il calore, utilizzo una combustione esterna, devo avere un ricambio termico di scambio di calore. definito motore ad aria calda, però non viene utilizzata l’aria per problemi di sicurezza Turbine a gas Seguono il cosiddetto Ciclo Brayton-Joule La somministrazione del calore per il funzionamento è continua, quindi, la combustione avviene in maniera continua e con rapporto stechiometrico aria-combustibile ottimale → Affidabilità, durata e ridotta manutenzione. Turbocompressore. Compressore centrifugo (radiale) e turbina centripeta (radiale). Temperature di esercizio > 950°C Leghe a base di nichel e non necessitano di sistemi di raffreddamento. Date le alte velocità di rotazione, l’albero del turbocompressore è sostenuto da cuscinetti magnetici o ad aria. Rigeneratore. Generalmente a piastre e con efficienza di scambio attorno all’85-90%. Combustore. Permette d'ottenere livelli delle emissioni inquinanti un ordine di grandezza inferiore rispetto ai motori alternativi. Alternatore. Calettato sull’albero della turbina, senza l’ausilio di alcun organo di riduzione, quindi genera corrente ad alta frequenza. Rendimento di conversione elettrica pari a 95–98%. Sistema di “powerconditioning”. Controllo della potenza e conversione della frequenza, mediante raddrizzatore statico e inverter. Rendimento di conversione attorno al 93 94%. Microturbine a gas inferiori emissioni di NOx, in competizione con i motori endotermici per le piccole taglie, granie anche a un minor costo di manutenzione. Turbine a vapore spillamento intermedio, adatti a teglie medie e grandi, permettono l’uso di qualsiasi combustibile. L’espansione del vapore in turbina viene arrestata a pressione e temperatura superiori rispetto agli impianti dedicati esclusivamente alla produzione di energia elettrica, per fornire calore a temperatura utile per le utenze. TELERISCALDAMENTO Sistema che mette in comunicazione diverse utenze che possono o meno collaborare insieme, passivo o attivo, divento un utilizzatore del sistema, attivo posso dare una manoo alla rete di connessione tra le diverse entità. la rete si sviluppa a livello locale, più o meno estesa, infrastruttura che può essere privato o pubblico. azienda che non produce tubazioni in materiale plastico, devo distribuire il calore mediante le tubazioni. la legge per distribuire il calore, distribuisce acqua calda con la tubazione, le varie utenze prelevano il calore di cui hanno bisogno da delle sottostazioni della rete, e un tubo che fa tornare l’acqua tiepida o comunque più fredda di prima. posso avere anche una rete di teleraffreddamento. se utilizzo teleriscaldamento e soffisfo due esigenze, utilizzo gli stessi tubi sia per il caldo sia per il freddo, tubi diversi sarebbe un costo troppo elevato. Molto spesso l’idea di realizzare le infrastrutture nace o prende vita quado ho disponibilità di risorse a basso costo o costa poco costruirlo. AIRU associazione italiana riscaldamento urbano E’ un sistema che realizza una produzione centralizzata e distribuzione in distretto di energia termica (per il riscaldamento di ambienti e/o di acqua calda sanitaria). La produzione in verità può non essere completamente centralizzata, usando per esempio varie stazioni/sottostazioni di riscaldamento (produzione distribuita/delocalizzata). Temperature di adduzione variabili a seconda della generazione di DHN (fluido: acqua) Sovente utilizzo di centrali cogenerative: - Definizione della priorità: energia termica (generalmente) o energia elettrica? Generalmente viene privilegiata l’utenza termica, dal momento che un eccesso di produzione elettrica può essere immesso in rete. - La taglia del sistema è determinata in base al diagramma orario della domanda di calore e alle dispersioni della rete. - Si dimensiona la centrale cogenerativa per circa il 50% del carico di progetto in riscaldamento, cioè per lo “zoccolo” di carico; il resto sarà fornito da caldaie tradizionali atte a coprire i picchi di carico → Ne consegue la potenza elettrica massima producibile, in funzione della tecnologia scelta per il cogeneratore. - La necessità di energia termica dev’essere sufficientemente prolungata nell’anno - E’ opportuno sia presente un’elevata concentrazione edilizia (tipicamente, edifici multipiano di volumetria superiore a 2000-3000 m3 aventi impianti di riscaldamento centralizzati) → Minori perdite termiche lungo la distribuzione. Il possibile ruolo delle Biomasse Consigliabile nel caso avvengano le seguenti condizioni:–Disponibilità a breve distanza di una o più fonti di approvvigionamento (residui pulitura dei boschi, residui colture, colture ad hoc, scarti delle segherie, …)–Presenza di un'area adeguata, vicina alle arterie di trasporto e distante dall'abitato, in cui costruire l'impianto ed i magazzini di stoccaggio, senza determinare disagi dovuti al traffico per l'approvvigionamento. Il possibile ruolo delle fonti geotermiche Le reti di teleriscaldamento possono essere utilmente alimentate con calore geotermico a bassa temperatura (80-100°C) → Geotermia a media-alta entalpia