Incentivi e Conto Energia

Sta montando, e c'era da aspettarselo, il problema dei costi troppo alti del Conto Energia, cioè l'incentivo che lo Stato concede a chi installa un impianto fotovoltaico e che è funzione della quantità di energia effettivamente prodotta.
Effettivamente fino ad ora l'incentivo concesso è stato veramente alto tanto da rendere un vero affare, dal punto di vista strettamente finanziario, la realizzazione di un impianto fotovoltaico.
Questo, in un paese come l'Italia, ha portato alle classiche speculazioni con realizzazione di impianti enormi su terreno della potenza di svariati MW; impianti realizzati con il solo scopo di fare cassa con gli incentivi e con la vendita di energia (lo spirito della legge doveva essere un altro...).
Io sono contrario a questo tipo di impianti perché: 1) vanno contro il concetto di "generazione distribuita" di energia, cioè produrre energia dove serve senza trasmetterla in rete su grandi distanze; 2) creano problemi alla rete elettrica nazionale con continui variazioni di grandi potenze (si pensi ad un impianto da 10 MW che passa dal sole all'ombra...); 3) utilizzano il terreno che potrebbe (e dovrebbe...) essere lasciato alle coltivazioni; 4) si mangiano gran parte degli incentivi che vengono tolti agli impianti più piccoli realizzati sulle coperture e per coprire il fabbisogno delle singole utenze (cioè generano il problema della mancanza di fondi di cui si diceva all'inizio).
Con il nuovo Conto Energia, in uscita in questi giorni, la situazione dovrebbe un poco migliorare, visto che, da quello che è dato sapere, gli incentivi dovrebbero diminuire e dovrebbero favorire gli impianti realizzati sulle coperture a discapito di quelli a terra.
Io mi chiedo, però, se non sarebbe stato meglio impostare l'incentivo in modo completamente diverso fin dall'inizio, cioè, invece di dare un incentivo per 20 anni con un valore tale da far ripagare l'impianto in circa 8-9 anni come avviene ora, penso che sarebbe stato più giusto dare un incentivo più alto, magari tre volte tanto, per un periodo più breve.
In questo modo dopo 3 anni l'impianto sarebbe stato ripagato e l'incentivo si poteva limitare a 4 anni, questo avrebbe portato ad un più rapido rientro delle spese ed a un minor costo complessivo per lo Stato.
L'utente avrebbe comunque avuto l'impianto ripagato senza la speculazione legata ai 12 anni di incentivo in più di cui attualmente si usufruisce dopo il rimborso pieno del costo dell'impianto.
Una minore convenienza economica avrebbe evitato le speculazioni rendendo comunque conveniente la realizzazione per un utente che sfrutta l'impianto per coprire i propri consumi.
Ma forse così era troppo semplice.....

Auto ibride: il passaggio dal termico all'elettrico

Parlando di energia legata alla autotrazione vorrei spendere due parole sulle auto ibride.
Credo che sia indispensabile passare da questa soluzione per arrivare alla trazione elettrica, visto lo stato della ricerca nel campo degli accumulatori e la necessità, in tempi più o meno brevi, di abbandonare l'uso di combustibili derivati dal petrolio.
Leggevo oggi che le previsioni più rosee per avere la disponibilità di accumulatori veramente efficienti per alimentare auto esclusivamente elettriche sono di almeno dieci anni ed in questi anni la transizione dai combustibili classici alla trazione puramente elettrica va in qualche modo gestita.
Non si può pensare di avere un'auto elettrica con una autonomia di 100? 150? Km e dei tempi di ricarica di 8 ore.
Con l'ibrido l'auto continua a funzionare a benzina (o gasolio), ma il suo funzionamento è assistito ed ottimizzato da un motore elettrico che entra in funzione quando quello termico ha rendimenti più bassi, ad esempio durante le forti accelerazioni (sorpassi) o le salite.
Queste auto sono poi in grado di recuperare l'energia che andrebbe persa durante le decelerazioni o le frenate, sfruttandola per ricaricare gli accumulatori che altrimenti sarebbero ricaricati dal motore termico (sia chiaro che il primo principio della termodinamica vale sempre.... l'energia la posso trasformare, ma non la posso creare nè distruggere).
Applicazioni tipiche di queste architetture sono la Prius della Toyota e la Insight della Honda che, con sistemi diversi, abbinano un motore elettrico, di diverse dimensioni e potenze, ad un motore termico, quest'ultimo incaricato della trazione (eventualmente in abbinamento con il motore elettrico).
Soluzione diversa, e secondo me molto interessante, è quella della General Motors, o Opel in europa, che con la Volt affronta il problema in modo completamente diverso.
In questo caso la trazione è puramente elettrica: è esclusivamente il motore elettrico incaricato della trazione, con una autonomia di circa 60 Km, quindi tale da coprire le necessità di un utente medio che è stimato percorra dai 30 ai 50 Km al giorno.
Nel caso si debbano percorrere più chilometri entra in funzione un motore termico a benzina da 1400 cc con la sola funzione di ricaricare gli accumulatori, in questo modo l'auto può continuare a viaggare sempre con la sola trazione elettrica; gli accumulatori si potranno ricaricare con comodo alla prima occasione in cui si avrà a disposizione una alimentazione elettrica ed il tempo necessario.
In questo modo nell'uso quotidiano si potrà usare la sola trazione elettrica con evidenti risparmi in termini economici e ambientali (sulla valutazione di questi risparmi me ne occuperò con un post dedicato), ma si avrà sempre la possibilità di percorrere tutti i chilometri che si vuole fermandosi dal benzinaio a fare il pieno per il motore termico incaricato della ricarica degli accumulatori.
A soluzioni di questo tipo stanno pensando anche altri costruttori abbinando al motore elettrico o motori a ciclo Diesel o motori a ciclo Wankel, questi ultimi particolarmente indicati vista la loro leggerezza e compattezza e l'ottimo rapporto peso potenza che permetterebbe di avere un generatore elettrico molto compatto (anche se i Wankel qualche problemino di affidabilità ancora lo hanno).

Raffreddare con il sole

Volevo accennare alla possibilità di produrre freddo utilizzando l'energia solare, non tramite moduli fotovoltaici con i quali produrre energia elettrica utilizzata per il funzionamento di una pompa di calore o una comune macchina frigorifera, mi riferisco all'uso di pannelli solari termici che, con il loro calore alimentano una macchina frigorifera ad assorbimento.
Personalmente reputo il sistema, anche se realizzabile (ci sono delle applicazioni funzionanti) piuttosto complesso e costoso, quindi non molto conveniente rispetto ad altri sistemi, ad esempio l'accoppiata fotovoltaico-pompa di calore.
Senza scendere nei dettagli tecnici, vista la temperatura di funzionamento di una macchina ad assorbimento, sopra gli 80°C, diventa dura riuscire a produrre tanto calore e per un tempo abbastanza prolungato da poter alimentare convenientemente un sistema di questo tipo.
E' vero che il freddo prodotto in questo modo non costa nulla, ma l'impianto costa e molto....
Più interessante si fa il discorso se l'impianto che si va a servire necessita anche di calore, visto che il risultato del funzionamento della pompa di calore è proprio calore ad alta temperatura (sarebbe quello asportato a bassa temperatura per ottenere il freddo).
Se serve questo calore, ad esempio per produrre acqua calda o nel postriscaldamento degli impianti di condizionamento, allora il sistema diventa più conveniente economicamente (anche se si complica ancora un pò).
Certo che l'idea di produrre freddo quando c'è molto caldo (ed i pannelli solari termici funzionano al massimo) è un'idea invitante.

Pompe di calore vs Caldaie a condensazione

Negli ultimi anni le caldaie a condensazione hanno praticamente soppiantato le tradizionali caldaie (non a condensazione per intenderci) grazie al loro rendimento che, a basse temperature, raggiunge valori elevati.
Nel campo del riscaldamento a bassa temperatura, quindi per temperature non superiori ai 40°, questo tipo di caldaie sta trovando un valido concorrente nelle pompe di calore idroniche, cioè quelle che producono acqua calda utilizzabile nei normali impianti di riscaldamento a pannelli radianti, gli unici che possono lavorare a bassa temperatura (28-29 °C).
Il motivo di questa concorrenza è dato da una serie di fattori, il primo dei quali è senza dubbio, il minor costo a kWh termico prodotto.
Per quanto a prima vista possa sembrare strano che il riscaldamento ottenuto utilizzando l'energia elettrica, con la quale sono alimentate le pompe di calore, possa essere più conveniente di un equivalente riscaldamento ottenuto utilizzando gas, bisogna ricordare che le pompe di calore non utilizzano l'effetto Joule per riscaldare, ma l'energia presa a bassa temperatura e portata a temperatura più alta utilizzando proprio il funzionamento della pompa di calore (naturalmente continua a valere il secondo principio della termodinamica...).
Proviamo a fare due conti: consideriamo di voler produrre 100 kWh termici con una pompa di calore e con una caldaia a condensazione.
Cominciamo con una caldaia a condensazione a cui si può assegnare, realisticamente, un rendimento del 95% (ottimistico); questo significa che per produrre 100 kWh termici ho bisogno di circa 105 kWh che devono essere prodotti dal gas bruciato in caldaia. Questo significa avere bisogno di circa 10,5 Nmc di gas metano, considerando un costo medio del gas di 0,65 €/Nmc si ottiene una spesa di circa 6,82 €.
Le pompe di calore attualmente in commercio hanno un COP (diciamo l'efficienza della macchina) intorno a 4, che significa che fornendo 1 kWh elettrico ne ottengo 4 termici.
Per ottenere 100 kWh termici avrò quindi bisogno di 25 kWh elettrici da fornire alla macchina, ad un costo medio di 0,2 €/kWh elettrico si ottiene una spesa pari a 5 €, quindi risparmio, rispetto alla caldaia a condensazione 1,82 € ogni 100 kWh termici prodotti.
In realtà la convenienza delle pompe di calore non si ferma qui, per chi progetta si deve considerare che, non avendo a che fare con il gas, una pompa di calore non ha bisogno di una centrale termica e quindi non ha bisogno del certificato di prevenzione incendi dei Vigili del Fuoco, né di tutta la documentazione legata alle pratiche ISPESL e questo, per chi fa questo mestiere, è un vantaggio enorme.
Se poi uno l'energia elettrica se la produce da solo, ad esempio con un impianto fotovoltaico, la convenienza è ancora maggiore.

Riscaldare con il sole

In questo post vorrei accennare alla possibilità di riscaldare un'abitazione sfruttando l'energia solare.

Non mi riferisco all'uso dei pannelli solari termici abbinati ad una caldaia a condensazione; reputo questo sistema, per quanto reclamizzato dalle aziende che vendono pannelli solari termici, un sistema troppo costoso e complicato per i ritorni economici in grado di fornire.

Un sistema di questo tipo è realmente efficace poche ore al giorno in pochi giorni durante la stagione invernale, cioè quando riesce a riscaldare acqua a temperature pari o superiori a 40-45 °C, altrimenti il suo contributo al riscaldamento prodotto dalla caldaia è nullo.

I pannelli solari termici sono ottimi per produrre acqua calda sanitaria ed in questo sono validi tutto l'anno, anche quando, in inverno scaldano l'acqua di pochi gradi, perché in questo caso portano sempre un contributo positivo preriscaldando l'acqua che, in questo modo, entra in caldaia a temperatura più alta di quella di rete (10 - 12 °C), riducendo la quantità di energia termica che la caldaia deve fornire per portare l'acqua alla temperatura di servizio.

Per riscaldamento tramite energia solare intendo l'abbinamento tra impianti fotovoltaici e pompe di calore.

Il riscaldamento a bassa temperatura tramite pompa di calore è comunque conveniente rispetto all'uso di una caldaia a gas anche se ad alto rendimento e di questa convenienza parlerò in un post apposito, ma la presenza di un impianto fotovoltaico rende questa convenienza ancora maggiore permettendo di consumare il loco l'energia prodotta senza doverla acquistare dalla rete.

Si pensi alla soluzione di un condominio con un unico impianto fotovoltaico per tutte le unità abitative, la legge prevede ora l'obbligo di installare almeno un kWp per ogni unità abitativa ed è molto più semplice e conveniente realizzare un unico impianto per tutti gli alloggi e mandare l'energia elettrica prodotta sul contatore condominiale.

Allo stesso contatore, oltre alle normali utenze condominiali (luce delle scale, ascensore, ecc..) si collega anche la pompa di calore dedicata alla produzione di acqua calda per il riscaldamento (impianto centralizzato come prevedono le nuove normative).

Ai condomini verrà addebitato il costo del riscaldamento secondo i loro consumi calcolati da appositi contacalorie installati nelle loro abitazioni,  per la parte di consumo che eccede quanto autoprodotto dall'impianto fotovoltaico.

Quanto detto vale anche ed a maggior ragione per le singole abitazioni, tipo le villette unifamiliari, dove i calcoli per gli addebiti sono molto più semplici.

Per i condomini il ricavato dell'incentivo in Conto Energia potrebbe andare a coprire i costi di manutenzione del condominio stesso tipo le spese di giardinaggio, se previste, l'acqua condominiale o altre spese vive tipiche delle amministrazioni condominiali o suddiviso tra i condomini.

il maggior costo della pompa di calore rispetto alla caldaia a condensazioni si ripaga in pochi anni (la presenza dell'impianto fotovoltaico non è da considerare nei costi in quanto ormai obbligatoria per legge nelle nuove costruzioni).

Impianti fotovoltaici a terra o sulle coperture??

Sono sempre di più gli impianti fotovoltaici, soprattutto di grande taglia, che vengono realizzati a terra.

Io non sono favorevole a questa scelta per una serie di motivi, ad esempio penso che se c'è la possibilità di sfruttare le coperture piane o le falde degli edifici si evita di sottrarre terreno ad altre applicazioni, dal pascolo alla coltivazione o al semplice mantenimento allo stato libero; si riduce l'impatto visivo che un impianto fotovoltaico produce in un ambiente naturale (vedere un ettaro di moduli fotovoltaici immersi nel verde non è il massimo dal punto di vista naturalistico).

Credo che si dovrebbe arrivare agli impianti a terra quando proprio non se ne può fare a meno, quando non sono disponibili coperture adatte ad ospitare i moduli fotovoltaici.

La legge sul Conto Energia già ora tende a favorire gli impianti sulle coperture ed anche la nuova legge, prevista dal 2011, dovrebbe continuare su questa strada, ma evidentemente c'è ancora una convenienza economica notevole se si continuano a progettare e a costruire impianti a terra quando sono disponibili grandi spazi sulle coperture degli edifici (ad esempio i capannoni industriali sarebbero spesso facilmente utilizzabili allo scopo).

I grandi impianti a terra, inoltre, vanno contro il concetto di produzione distribuita dell'energia che ho descritto in un post precedente, riproducendo il concetto di grande centrale di produzione con tutti i problemi legati alla trasmissione dell'energia ed ai suoi costi.

Impianto fotovoltaico in fase di costruzione

L'impianto di Fiano Romano sta andando avanti: sono stati installati tutti i moduli sulla copertura del capannone industriale e sono in fase di installazione quelli sulla falda, come si vede dalle foto.

Le canaline sono state quasi del tutto montate, manca l'installazione degli inverter e la posa dei cavi di collegamento tra quadri di campo e inverter, tra questi e il quadro di parallelo e tra il quadro di parallelo ed il punto di connessione.

Tempo permettendo entro la prossima settimana i lavori si dovrebbero completare.

Un impianto fotovoltaico da 40 kWp

Si sta realizzando a Fiano Romano un impianto fotovoltaico da 40 kWp da me progettatto (strutture comprese).

L'impianto viene realizzato su una struttura industriale e vengono sfruttate sia la copertura del capannone industriale, sia una falda collegata al capannone stesso.

La struttura è in orientata quasi a Sud pieno, mentre l'nclinazione dei moduli fotovoltaici è di circa 20°, questo a causa della falda su cui sono appoggiati i moduli, cha ha appunto questa inclinazione, e per evitare l'ombreggiamento dei moduli tra loro sulla copertura industriale: la distanza tra le file di moduli era prefissata dalla struttura della copertura del capannone.

Le strutture di supporto sono state realizzate per sfruttare al massimo lo spazio a disposizione e questo ha limitato l'inclinazione dei moduli a 20°.

Per adesso si sta lavorando solo sulla copertura del capannone, a seguire (tempo permettendo...) si inizierà a installare i moduli previsti sulla falda.

Con il progredire dei lavori aggiornenrò queste informazioni.

Microcogenerazione

Per riprendere il post precedente riguardo la produzione distribuita di energia vorrei parlare un poco di microcogenerazione.

A parte il nome così roboante, in realtà si tratta di una cosa piuttosto semplice: un motore (endotermico o esotermico) a cui è collegato un generatore elettrico; il sistema è in grado di produrre energia elettrica e recuperare il calore prodotto dal motore termico. La resa energetica di un sistema di questo tipo, considerando quindi la produzione di energia elettrica ed il calore recuperato, raggiunge valori molto alti, anche superiore al 90%.

Il combustibile utilizzato può essere di diverso tipo, si va dal gas metano al biogas al bio diesel al gasolio, ecc..., nel caso di utilizzo di biogas si ha diritto ad un incentivo in funzione della quantità di energia elettrica prodotta.

Visto il costo non indifferente di sistemi di questo tipo, si ha un ritorno economico solo se si riesce a sfruttare completamente oltre all'energia elettrica prodotta anche tutto il calore prodotto e recuperato, per questo nel dimensionamento occorre porre particolare attenzione al fabbisogno termico richiesto dall'impianto (la produzione elettrica si colloca comunque visto che se si produce più del fabbisogno richiesto è possibile vendere l'eccedenza sul mercato).

Proprio per questo motivo le installazioni principe di sistemi di questo tipo sono quelle dove è richiesta una quantità notevole di acqua calda per tutto l'anno, come ad esempio le piscine, i centri sportivi, gli ospedali, gli alberghi ecc...

Quanto detto vale in generale per la cogenerazione, in particolare la microcogenerazione che in questi ultimi tempi sta prendendo piede, utiliza motori termici di piccola potenza rendendo questi sistemi utilizzabili abbastanza facilmente anche in piccoli impianti o in abbinamento con impianti più grandi per la produzione di calore, ad esempio in parallelo con caldaie di grandi dimensioni.

Alcuni esempi di sistemi di questo tipo si possono trovare a questo indirizzo: http://www.senertec.de dove vengono presentati i sistemi Dachs con potenze elettriche di 5 kW e termiche di 12 kW, ideali per integrare impianti condominiali nella produzione di acqua calda sanitaria (ricordo che le ultime norme impongono nelle nuove costruzioni la centralizzazione non solo degli impianti di riscaldamento, ma anche della produzione di acqua calda sanitaria).

Produzione distribuita dell'energia

Giusto una nota sul problema della produzione di energia e sulla costruzione di nuove centrali.

Si parla tanto di risparmiare energia, vediamo un pò come si potrebbe contribuire.

La prassi comune vuole che l'energia venga prodotta in centrali di grandi dimensioni alimentate con combustibili diversi (gas, carbone, olio combustibile, uranio). L'energia così prodotta viene trasferita, tramite opportuni sistemi di trasmissione, all'utente finale, quindi alla grande industria, alle grandi utenze private e pubbliche e alla presa elettrica di casa nostra...

Impianti di grandi dimensioni hanno rendimenti di produzione considerati elevati che vanno dal 30 al 45% per le centrali a ciclo combinato (circa...).

Tanto per capirci questo significa che se brucio una certa quantità di combustibile, se mi va molto bene butto via il 55% dell'energia che produco (e mi deve andare molto bene...), ma non è finita qui.

L'energia, come detto la devo trasmettere utilizzando le infrastrutture necessarie (cavi, trasformatori, ecc.), la trasmissione dell'energia provoca perdite (essenzialmente per effetto Joule) valutate dall'Enel in circa l'11%.

Sempre per capirci se io immetto in rete 100 kWh 11 li butto....

Per sensibilizzare un pò di più chi eventualmente legge queste note faccio presente che questo 11% lo paghiamo tutti quanti noi. Basta leggere con attenzione la bolletta dell'energia elettrica che ci arriva in casa per vedere che dopo la voce relativa ai consumi compare la voce "perdite per dispacciamento" che, guarda caso è circa l'11% del valore di energia consumato.

La somma dell'energia consumata e delle perdite per dispacciamento formano la quantità di energia che ci viene addebitata.

Fermo restando che non si può fare a meno delle centrali elettriche di grandi dimensioni che sono indispensabili per produrre energia in modo costante ed in grande quantità, energia necessaria soprattutto per alimentare l'industria ed, in generale, i grandi centri di consumo, quanto scritto sopra dovrebbe far pensare che se si riuscisse a produrre l'energia necessaria ai nostri bisogni vicino a dove intendiamo consumarla, risparmieremmo di colpo quell'11% di energia che perdiamo per trasmissione (e non è poco...).

In realtà il discorso è più complesso, visto i metodi che possiamo utilizzare per autoprodurre l'energia elettrica che ci serve.

Tanto per iniziare il discorso che magari riprenderò in un post specifico, oltre ai classici impianti fotovoltaici, utili, ma con rendimenti energetici piuttosto bassi (anche se parliamo di energia solare e quindi gratuita) sarebbero da prendere in considerazione gli impianti di microcogenerazione, in grado di produrre contemporaneamente energia elettrica e calore da utilizzare per il riscaldamento delle abitazioni e/o per la produzione di acqua calda sanitaria al posto, o integrando, le classiche caldaie a gas.

Mi fermo qui, delle soluzioni per autoprodurre energia in modo efficiente ne parlerò in seguito, ora sono stufo di scrivere... :-)

Perchè un blog

Perchè realizzare un blog.
Per curiosità, per esprimere le proprie idee (sempre che interessino a qualcuno..) su argomenti che reputo interessanti ed attuali come l'energia (e non solo).

Insomma per provare uno strumento che dovrebbe essere potentissimo e vedere quello che succede.

D'altro canto sono dei gemelli, quindi curioso.....