Obblighi e Convenienza dei Sistemi Ibridi

L'acronimo RES che sta per Renewable Energy Resources, semplicemente risorse energetiche rinnovabili, è alla base di una direttiva europea recepita in Italia con il Decreto Legislativo 28/11 che ha definito gli obblighi per la produzione di acqua calda sanitaria, di energia termica e di energia elettrica per i nuovi edifici e per quelli sottoposti a ristrutturazioni rilevanti.

Per nuovi edifici si intendono quelli per i quali il permesso di costruzione è stato chiesto successivamente all'entrata in vigore del Decreto Legislativo 28/11, il 29 Marzo 2011, mentre, le ristrutturazioni rilevanti fanno riferimento agli edifici esistenti con superfici utili superiori a 1000 metri quadrati soggetti a ristrutturazioni integrali degli elementi che definiscono l'involucro edile o soggetti a demolizione e ricostruzione.

Obblighi produzione acqua calda sanitaria ed energia termica

Con riferimento alle fonti di energia primaria sono definite come quelle disponibili in natura ed utilizzabili senza alcuna trasformazione siano esse rinnovabili, come il solare (fotovoltaico o termico) e l'eolico, o esauribili come il petrolio ed il carbone.

Nei casi relativi agli edifici su descritti deve essere progettato e realizzato un impianto che sfrutti le fonti rinnovabili di energia in modo da coprire almeno il 50% del fabbisogno di energia primaria necessaria per la produzione di acs, acqua calda sanitaria.

Analogamente, per gli stessi edifici deve essere progettato e realizzato un impianto che sfrutti le fonti rinnovabili di energia, per far fronte alle esigenze previste di energia termica, in modo da compensare la richiesta di energia primaria secondo delle percentuali RES che seguono:

20% dal 31/05/12 al 31/12/2013

35% dal 01/01/2014 al 31/12/2016

50% dal 01/01/2017

Le percentuali sono definite a seconda del periodo nel quale ricade la richiesta del permesso per costruire.

Obblighi produzione energia elettrica

Con riferimento all'energia elettrica deve essere assicurata una potenza, P, ottenuta dalle fonti rinnovabili di energia secondo la formula P = S/K e le indicazioni seguenti per il fattore K:

80 dal 31/05/2012 al 31/12/2013

65 dal 01/01/2014 al 31/12/2016

50 dal 01/01/2017

Dove S descrive la superficie in metri quadrati dell'edificio e K è un fattore espresso in metri quadrati/kW, i cui valori sono definiti a seconda del periodo nel quale ricade la richiesta del permesso per costruire.

Convenienza sistemi ibridi

I sistemi ibridi sono costituiti da un mix di tecnologie con le quali si sfruttano le fonti rinnovabili, a seconda della disponibilità e delle condizioni climatiche, e si rispettano le leggi sul risparmio energetico a vantaggio dell'ambiente.

I componenti tipici di un sistema ibrido possono essere: una pompa di calore aria/acqua, un sistema a pannelli solari termici a circolazione forzata, un sistema solare a pannelli solari fotovoltaici ed una caldaia a condensazione, il tutto monitorato e regolato da un sistema elettronico di controllo.

L'impianto di climatizzazione (riscaldamento e condizionamento) in questi casi può essere costituito da un sistema a pannelli radianti o da un sistema a fancoil, nel primo caso il sistema deve essere corredato anche da un sistema di regolazione e controllo dell'umidità relativa degli ambienti serviti, per evitare i fenomeni di condensa sulle superfici radianti nel funzionamento in condizionamento.

Per il funzionamento invernale l'elettronica di controllo provvede con un sensore di temperatura, esterno all'edificio, all'attivazione della pompa di calore aria/acqua o della caldaia per portare l'acqua, in mandata all'impianto di rscaldamento, alla temperatura necessaria.

La scelta è fatta in funzione del costo dell'energia elettrica, del gas metano e delle curve di rendimento della pompa di calore e della caldaia. In particolare, si tiene conto del calo delle prestazioni (SCOP, Seasonal Coefficient of Performance) della pompa di calore con la temperatura esterna all'edificio.

Infatti, ricordiamo che le pompe di calore sono considerate macchine parzialmente ad energia rinnovabile grazie allo sfruttamento della temperatura dell'aria esterna per realizzare il loro ciclo di lavoro, e le loro prestazioni calano man mano che la temperatura si abbassa.

Per il funzionamento estivo, in condizionamento, l'unico generatore dell'impianto è la pompa di calore che provvede alla produzione di acqua fredda che raggiunge i fancoil o le superfici radianti.

In ogni caso, la produzione di acqua calda sanitaria può essere realizzata con un sistema di accumulo sul quale lavorano in simbiosi i pannelli solari termici e la caldaia a condensazione, mentre i pannelli solari fotovoltaici contribuiscono significativamente a ridurre la spesa di energia elettrica sia per gli usi tipici dell'edificio sia quando è in funzione la pompa di calore.

Altre soluzioni possono essere costituite da accumuli, con altre serpentine di scambio, dedicati non solo alla produzione di acqua calda saniataria ma anche all'integrazione dell'energia solare termica per l'impianto di riscaldamento, o all'utilizzo della pompa di calore anche per la produzione di acqua calda sanitaria.

Infine segnaliamo un caso particolare, quello del funzionameto contemporaneo sia della caldaia che della pompa di calore.

Ciò sempre secondo una logica di controllo finalizzata alla riduzione della spesa energetica, può accadere quando c'è una richiesta di temperatura dell'acqua in mandata all'impianto di riscaldamento superiore ai 55 °C (limite per la pompa di calore) ed una temperatura di ritorno dell'impianto di riscaldamento inferiore ai 50°C. In tal caso la pompa di calore può riscaldare l'acqua fino a 55°C e lasciare alla caldaia il raggiungimento della temperatura superiore richiesta.