Le pompe di calore ed il COP

Schermata 2016-06-05 alle 12.08.45Prendo spunto da una domanda di un lettore del blog (Luca) che mi chiede cosa sia il COP e come questo coefficiente incida ed influisca sulla scelta corretta della pompa di calore (in questo caso).
In maniera più semplice possibile, partiamo dalla base. Cos’è la pompa di calore.
E’ un sistema in grado di trasferire calore da un corpo più freddo (sorgente) ad un corpo a temperatura più alta. In sostanza viene invertito il normale processo per cui in natura il calore fluisce da un corpo più caldo ad uno più freddo (possiamo assimilare il funzionamento ad un frigorifero ma al contrario, ed infatti lo stesso principio funziona per il refrigeramento).

Sappiamo che ogni volta che l’energia viene trasformata o trasferita abbiamo una dispersione. Inoltre, perché vi sia questo trasferimento di calore, il sistema ha bisogno di energia, generalmente elettrica. Ma quanta energia serve al processo? Come la quantifico? E come faccio a sapere se il sistema è performante? 
Bene. Allora cos’è il COP.? L’acronimo sta per “Coefficient of Performance” ed è dato dal rapporto tra la potenza o energia termica che esce dal sistema e l’energia che è necessaria al sistema stesso per farla funzionare.  Quindi in maniera ancora più semplice,  una pompa di calore con COP=5 che consuma 1 kW elettrico genera 5 kW termici (per approfondire matematicamente l’argomento potete leggere qui, io non me ne occuperò ovviamente).

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funzionamento della pompa di calore e della caldaia a doppia condensazione in funzione della temperatura esterna. Massimo comfort e massimo risparmio

Bisogna però tenere presente che il COP varia in funzione dell’efficienza della macchina e della temperatura di partenza e di arrivo. Pertanto, in alcuni casi deve essere ben valutato il coefficiente di performance non in modalità standard (di laboratorio) ma nelle reali condizioni di utilizzo (e questo ambia da situazione a situazione, posizione geografica, altezza sul livello del mare, percentuale di umidità etc… ) Di certo a parità di condizioni, maggiore è il C.O.P., maggiore sarà la resa del sistema. Se ad esempio analizziamo il funzionamento ed il rendimento di una normale pompa di calore aria/aria, cioè un condizionatore split utilizzato per riscaldare ci accorgiamo che più bassa è la temperatura dell’aria esterna e meno efficiente sarà la pompa di calore. Al di sotto di una certa temperatura esterna (tipicamente sotto i 0°) non conviene utilizzare il condizionatore perchè il COP è quasi pari a 1. (a causa della bassa performance del sistema nonché a causa del cosiddetto effetto sbrinamento del motore esterno).

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Sistema ibrido Rotex Daikin. Pompa di calore per riscaldamento (ed per alcuni modelli raffreddamento) e caldaia ibrida a doppia condensazione.

Quando il coefficiente di performance si riduce è conveniente utilizzare una caldaia a gas che riesce a raggiungere alte temperature velocemente ed indipendentemente dalla temperatura esterna. In pratica, se il gas è risulta essere meno costoso della corrente elettrica (a meno che la corrente elettrica non sia gratis e se ne abbia in abbondanza conviene passare dal sistema in pompa di calore al sistema a gas. Per questo motivo (e lo potete leggere qui) per situazioni di case già esistenti che hanno l’allaccio al gas, il mio consiglio è quello di valutare un sistema ibrido che permetta di utilizzare la pompa di calore fin quando conveniente e poi di integrare con una soluzione altamente tecnologica (caldaia a doppia condensazione) a gas. E come faccio a valutare quando convenga passare da un sistema all’altro? Non ti preoccupare. Questi sistemi innovativi elaborano attraverso un algoritmo matematico tutte le informazioni che giungono dal sistema e passa autonomamente ad utilizzare il sistema più performante sia a livello comfort che per quanto concerne il risparmio. Bello ehhh???

Schermata 2016-06-05 alle 12.09.02Vediamo altri acronimi che possono essere utili a capire quale prodotto faccia al caso mio.

S.COP= Seasonal COP. Indica la media stagionale del COP, cioè come il sistema si comporta mediamente in tutto l’anno. EER= Energy Efficiency Ratio: è la stessa cosa del COP ma per il raffrescamento. S.EER= in modo analogo al C.O.P. è l’EER medio stagionale.

Queste poche e semplici informazioni vogliono essere uno spunto di riflessione, nulla di più. Perché il mio consiglio come sempre è quello di affidarti a persone (i consulenti) che siano in grado in ogni situazione di trovare la soluzione migliore in termini di costi/benefici e che ti garantiscano attraverso la “certificazione del risparmio” quello che è il risultato che si andrà ad ottenere sia a livello di comfort che di risparmio. 

Per capire il valore di un prodotto si devono valutare i risultati “garantiti” che lo stesso porta con sé.

PS: Ti lascio con un problemino matematico. Conviene comperare un prodotto che costa 5 e che mi fa risparmiare 1 ogni anno per 10 anni o mi conviene acquistare un prodotto che costa 7 ma che mi fa risparmiare 2 ogni anno per 10 anni? A te la riflessione …

PS2: Per tutto il 2016 su questi sistemi c’è il 65% di detrazione fiscale. Le tasse le paghi? Sì? Allora approfittane per fartene restituire un bel po’ visto che più della metà dell’impianto te la ripaga lo stato!

Fotovoltaico ed auto elettrica

Prendo spunto da una recente consulenza ad un mio cliente padovano, nonché da una piacevole “collaborazione cultural/informativa” con l’amico Andrea di “aboliamo il motore a scoppio ed installiamo energie rinnovabili”  (gruppo Facebook che vi invito a visitare e sottoscrivere) per fare un’analisi su come sia possibile integrare la mobilità sostenibile delle auto elettriche con l’autoproduzione di energia elettrica da fonti rinnovabili (fotovoltaico). Premetto che i dati che andremo ad analizzare non vogliono essere (come sempre) una risposta univoca e risolutiva ad ogni situazione ed ad ogni esigenza ma vogliono semplicemente dimostrare che la direzione è quella giusta. (la direzione è l’elettrico…) Ad ognuno poi decidere se sposare il progetto, se lo stesso risponde o meno alle proprie esigenze, se sia o meno sostenibile economicamente e praticamente. Di sicuro, e qui chiudo la premessa, ci sono i pro e ci sono i contro (ma si sa, per ognuno due cose oggettivamente identiche hanno un peso diverso e pertanto non sono più oggettive ma rientrano nella sfera soggettiva).

Il cliente mi chiede. Posso ricaricare la mia macchina elettrica con un impianto fotovoltaico? La mia risposta come sempre è … DIPENDE. Dipende da che auto ho, da che impianto ho, da che uso faccio della macchina elettrica, da quale budget ho.

Nel mio articolo mi avvarrò anche dei grafici di rendimento reali di un altro amico delle energie rinnovabili, Eugenio che cortesemente mi permette di analizzare la sua produzione, il suo autoconsumo ed il suo sistema di ricarica auto casalingo.

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L’elenco di queste 5 auto elettriche è a titolo esemplificativo ed è stato tratto dal sito http://www.trendmotori.com/auto-elettriche-nuovi-modelli.php in data 24 maggio 2016

Chi oggi acquista un’auto elettrica lo fa sostanzialmente per il piacere di non inquinare. Chi prova la guida elettrica poi rimane invece estasiato dalla silenziosità della marcia, dall’accelerazione fulminea e dalla fluidità di marcia. Inoltre nelle salite anche più ripide non si è mai in difficoltà grazie alla coppia massima presente anche a velocità ridotta.

Detto questo, vedremo come sia anche possibile avere un risparmio.

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Oggi sul mercato ci sono diverse tipologie di auto elettriche (tralasciando al momento volutamente l’ibrido per parlare solo di totalmente elettriche), che sono semplici quadricicli o che sono auto vere e proprie. Dalle due posti alle 4 posti, fino a crossover come vengono chiamati in gergo, passando per le berline medie ed anche le ammiraglie. Non sarà un problema nominare dei marchi, Renault, Citroen, Nissan, Smart, Volkswagen, Bmw, Kia, Mercedes, Mitsubishi, Hyundai (ancora manca fiat che non ha previsto la 500 elettrica per il mercato europeo), per arrivare a Tesla, nome che sta riscuotendo un grosso successo e che sta mettendo in subbuglio tutto il comparto automotive (tanto da far muovere in questa dei colossi del settore che fino ad oggi erano stati alla finestra).

Quindi, auto elettrica come scelta di vita in primis, come status symbol, (a volte), come piacere di muoversi senza inquinare (sempre) come piacere di guida vero e proprio (sempre) e come fonte di risparmio (a volte) . Perché un’auto elettrica è fonte di risparmio anche se non utilizzo le colonnine gratuite ed anche se la ricarico di notte a casa mia tramite una semplice presa domestica a 220 V. Sì perché il rendimento dei motori elettrici rispetto ai motori termici è conveniente a priori, senza bisogno di scomodare studi o riportare qui calcoli complessi (non è lo scopo del post che vuole invece essere semplicemente alla portata di tutti).

Ma se volessi essere ancora più green? Se volessi addirittura autoprodurmi l’energia che consumo per muovermi? Posso? Se proprio mi da fastidio utilizzare l’energia (anche nucleare) che il gestore del servizio elettrico mi fornisce, posso avere una sorta di “km zero” energetico? La risposta è sì. Puoi. Basta dotarsi di un sistema di produzione di energia elettrica (impianto fotovoltaico). Il vantaggio sarà duplice. Prima di tutto abbatterai i consumi domestici e pertanto potrai consumare (sempre con parsimonia perché lo spreco è sempre un peccato) l’energia che ti auto produci per tutti i bisogni casalinghi. Con il surplus (perché ogni impianto genera un surplus) potrai decidere di accumulare l’energia (accumulo/batteria), potrai creare un accumulo termico (acqua calda sanitaria e/o riscaldamento tramite pompa di calore) o potrai anche (ed è questo il caso che analizziamo) ricaricare la tua auto elettrica.

Ehhh ma chissà che impianto ci vuole per ricaricare un’auto elettrica?  Qui ovviamente dipende dalla capacità delle batterie dell’auto che si vuole/deve ricaricare. Cambia molto se devo ricaricare una twizy o se devo invece ricaricare una model S P90 di tesla.  Di sicuro comunque è la soluzione migliore per l’ambiente e per il risparmio famigliare ed anche nel caso dell’auto molto grande e capiente, potrò con soddisfazione essere certo che una buona parte della ricarica che mi permette di muovermi l’avrò ottenuta semplicemente con il sole che colpisce gratuitamente e giornalmente il mio tetto.

Bene, ma tutti possono avere un impianto fotovoltaico? (leggi qui i 5 requisiti fondamentali) E chi ha i requisiti e non lo ha ancora fatto cosa sta aspettando? (leggi qui perché i tuoi vicini che lo hanno già fatto non sono degli scemi…)

Il minimo che devo installare per avere un beneficio sulle spese domestiche e poter pensare di avere un margine per ricaricare l’auto elettrica è il 3 kwp che consiste (con la tecnologia standard attuale) a 12 pannelli che occupano circa 17 mq. L’ideale per non passare in trifase (spazio sul tetto permettendo) sarebbe quello di installare i 6 kwp che sono 24 pannelli (35 mq). Questo permetterebbe anche una ricarica (di giorno ovviamente) più veloce. L’esempio che faccio ai miei clienti è quello di immaginare di dover riempire una piscina (batteria dell’auto) e di farlo con una pompa semplice da giardino oppure con un idrante di quello dei vigili del fuoco. E’ ovvio che (se ho acqua a disposizione) con l’idrante impiegherò molto meno tempo. Bene per la corrente è la stessa cosa. Maggiori sono i Kwh che posso immettere nelle batterie, minore sarà il tempo di ricarica della mia batteria e pertanto prima la mia auto sarà disponibile.

Ma se io l’auto la utilizzo di giorno? Se la carico la sera? Se la carichi la sera ti consiglio un sistema di accumulo al litio (oggi sul mercato ci sono diverse marche e modelli interessanti) che ti permettono di accumulare il surplus energetico prodotto dell’impianto, stoccarlo in un accumulo per poi utilizzarlo quando mi serve (anche per ricaricare la macchina). Inoltre poiché (a meno di grossi esborsi) l’accumulo solo non sarà sufficiente a caricare un’auto elettrica di medie dimensioni, ad oggi la normativa prevede di poter utilizzare il contributo in conto scambio (dello scambio sul posto) e quindi di ridurre di circa 1/3 il costo della mia bolletta serale.

Quindi riassumendo, perché è un’ottima abbinata l’auto elettrica assieme all’impianto fotovoltaico a casa?

  1. posso caricarmi gratis l’auto
  2. non devo trovare colonnine libere in giro ed attendere la ricarica
  3. non inquino
  4. ottimizzo l’utilizzo della risorsa a km zero. Prodotta e consumata/immagazzinata
  5. l’energia prodotta dall’impianto non solo mi permette di ricaricare l’auto ma serve al fabbisogno energetico di casa mia
  6. se l’abbino ad un sistema d’accumulo mi permette di ricaricare l’auto (in parte) gratuitamente anche di notte
  7. mi permette di non dipendere dalle fluttuazioni del costo dell’energia e dai costanti aumenti annuali
  8. mi permette di essere già oggi un passo nel futuro. (l’elettrico…)
(fig.1) produzione del 20 maggio 2016 - impianto da 6 kwp diviso su 3 falde (sud-est-ovest)
(fig.1) produzione del 20 maggio 2016 – impianto da 6 kwp diviso su 3 falde (sud-est-ovest)

Vediamo ora grazie all’amico Eugenio che abita in Lombardia, come sia possibile ricaricare due auto elettriche in una giornata di sole con un impianto della potenza di 6 kwp (i 24 pannelli di cui parlavo prima). Il parco auto di famiglia è composto da una Renault twizy (quadriciclo) e da una smartED. Ebbene, con la produzione di venerdì 20 maggio oltre al fabbisogno della sua abitazione è riuscito tranquillamente a ricaricarle entrambe. Nel grafico della potenza (fig.1) vedete in blu l’energia prodotta ed in giallo l’energia consumata. Da notare che l’impianto in questione è diviso su 3 falde e pertanto ha dei momenti di minore produzione di picco (in alcune ore del giorno ognuna delle tre falde ha dei down di produzione). Al contempo questa soluzione però permette di sfruttare sia le prime ore di sole del mattino sia le ultime della sera, garantendo una produzione minima costante (ideale per coprire il più possibile i fabbisogni domestici).  Dalle altre

(fig. 2) totale energia autoconsumata ed immessa in rete
(fig. 2) totale energia autoconsumata ed immessa in rete

immagini del sistema di monitoraggio si evince che la produzione giornaliera del suo impianto è stata di 35,39 kWh (fig.2) e che l’energia totale consumata è stata di 22,02 kWh  (fig.3). Quindi, nonostante abbia utilizzato l’energia per i propri fabbisogni domestici, nonostante abbia ricaricato due veicoli elettrici, ha avuto ancora una buona quota di energia da immettere in rete (e da utilizzare tramite lo scambio sul posto in modo da ridurre il costo dei consumi serali) (fig.3). Di sicuro Eugenio con un buon sistema d’accumulo avrebbe potuto puntare ad un maggiore autoconsumo (stoccando l’energia elettrica nella batteria) ed ad un prelievo vicino allo zero. (mi dice che ci sta arrivando 😉 ). Come detto, tutti oggi possiamo migliorare i nostri consumi prima di tutto razionalizzandoli, possiamo poi essere green sia autoproducendoci l’energia sia consumandola per illuminarci, scaldarci, lavarci e ovviamente muoverci.

(fig.3) Energia prodotta ed autoconsumata ed energia acquistata dalla rete
(fig.3) Energia prodotta ed autoconsumata ed energia acquistata dalla rete

Visto anche l’incentivo (detrazione fiscale) dello stato che è del 50% (5% all’anno per 10 anni) sia sull’impianto fotovoltaico che sull’accumulo e visto anche che addirittura sulle pompe di calore per acqua calda sanitaria e per il riscaldamento l’incentivo è del 65% (6,5% per 10 anni), ogni giorno, ogni settimana, ogni mese ed ogni anno che aspettiamo, paghiamo in tasse quello che potremmo risparmiare in energia. Urge una riflessione. Fatti due conti … 

E, se volete un consiglio, andate a fare un test drive di un’auto elettrica qualsiasi perché ne rimarrete piacevolmente sorpresi. Garantito!

Fotovoltaico ed accumulo: programmazione tedesca

batteria accumulo1Il fotovoltaico con accumulo e la programmazione tedesca. Uno sguardo verso un futuro “autoalimentato”

A piccoli passi ma ci stiamo arrivando. O forse dovrei dire ci stanno arrivando? Sì perché accade in Germania. Lì, già da oltre due anni hanno una regolamentazione e quindi propongono  (ed incentivano) le batterie d’accumulo per gli impianti fotovoltaici. Ora, hanno ben pensato di studiare e monitorare la situazione e sono arrivati alla conclusione che l’obiettivo tedesco è quello di quadriplicare la produzione ed il consumo di energia pulita proveniente da fotovoltaico ed accumulato tramite storage. Stanno pertanto programmando l’aumento del fotovoltaico con accumulo.Il boom delle batterie domestiche per lo stoccaggio dell’energia solare prodotta in eccesso potrebbe rendere addirittura superflue le linee ad alta tensione previste dal piano di sviluppo della rete energetica tedesca che dovrebbe partire nel 2025.bandiera germaniaSecondo gli analisti della Agora Energiewende (think-tank che si occupa di sviluppare strategie che assicurino alla Germania una transizione rapida ed economicamente sostenibile verso le energie rinnovabili), la Germania potrebbe passare dall’attuale scenario di 39 GW a uno scenario di 150 GW di capacità fotovoltaica senza determinare impatti rilevanti sulle infrastrutture elettriche. Per riuscire in questo intento nei prossimi anni dovrebbero essere installati complessivamente 40 GW di sistemi di accumulo.
Un ottimo progetto a mio avviso, con una visione nel medio lungo periodo che non può che essere vista positivamente.
Concludo con una battuta: i tedeschi si devono giustamente far perdonare lo scandalo Volkswagen. 😉

Conviene montare un impianto sul tetto?

Google-Project-SunroofLa domanda più gettonata che mi viene fatta? Ma sul tetto di casa mia conviene montare un impianto fotovoltaico i termico?

Bene, anche google ha capito che l’unica via per il risparmio energetico è l’autoproduzione attraverso piccoli impianti fatti da privati. Ha infatti lanciato un nuovo strumento “project sunroof” che permette di stimare la produzione solare del proprio tetto di casa e di valutare pertanto i risparmi che si possono ottenere.

1439903523_google_project_sunroofDovrà fungere solo da indicazione in quanto sarà un software basato su google maps/heart. (ovviamente!!!)

La notizia è però interessante perché se anche il colosso google si spinge in questa direzione le prospettive di sensibilizzazione sono ottime.

Il funzionamento del tool sarà molto semplice e basterà indicare come per google maps il proprio indirizzo ed evidenziare quindi il tetto della propria abitazione.

Al momento il progetto è in via sperimentale e funziona solamente per alcune città degli stati uniti ma ben presto dicono dalla California, il software verrà implementato e reso fruibile in tutto il mondo.

Ed a te conviene montare oggi un impianto sul tetto?

Scoprilo leggendo questi articoli… 

Se invece hai altri dubbi o desideri una consulenza specifica per “salvare” energeticamente casa tua, questi sono i miei contatti.

Voglio il fotovoltaico. Posso ??? I 5 requisiti fondamentali

Alcune premesse doverose:

  • Entrare nel mondo delle energie rinnovabili e del fotovoltaico è sempre conveniente. Quello che cambia, in base ai consumi ed al rendimento è il tempo di rientro economico dell’investimento.img-test-energetische-sanierungen-700
  • Non c’è un prodotto che va bene per tutti. Ogni immobile ha bisogno di una specifica consulenza per vedere se e come realizzare un impianto e per vedere quale sia la migliore soluzione.

Detto questo, vediamo quali sono i requisiti per l’installazione di un impianto per utilizzo domestico:

  1. Avere un tetto (o parte di esso) di proprietà (è molto difficile installare su un condominio anche se stiamo cercando di farlo. Leggi qui )fotovoltaico Che questo tetto abbia una superficie utilizzabile di almeno 20 mq (lordi)
  2. Che questo tetto (con i metri quadri di cui sopra) sia esposto a sud – sud/est – sud/ovest – est – ovest. (ovviamente a seconda dell’esposizione corrisponde equivalente rendimento). L’unica falda dove difficilmente si installa è quella a nord. (anche se, di recente – maggio 2016 – , attenzione, solo per determinate situazioni, al sud Italia ho rivalutato questa situazione. Leggi qui )
  3. Avere un allaccio ad un gestore elettrico (Enel – Trenta – Edison – Sorgenia, etc…)
  4. Non avere particolari ombreggiamenti che potrebbero ridurre la produzione ed il corretto funzionamento dell’impianto (ho scritto particolari perchè con le nuove tecnologie anche il problema ombreggiamenti può essere bypassato).