Vantaggi e caratteristiche delle nuove tecnologie al servizio del risparmio energetico

Risparmio energetico e nuove tecnologie utili ad ottenerlo. Sono questi i temi cruciali che caratterizzano ogni progetto nell'edilizia, nel terziario e nell'industria.
Negli ultimi anni abbiamo assistito ad una vera e propria rivoluzione tecnologica, fino ad oggi strettamente legata alla ricerca o agli ambienti universitari e non ancora in grado di uscire allo scoperto anche a causa del clima sociale e politico non sempre favorevole al diffondersi di queste novità.
Ora queste tecnologie sono all'ordine del giorno, alla continua ricerca della soluzione più innovativa e affidabile, che permetta di trovare il giusto equilibrio tra efficienza, qualità e prezzo, al fine di avere un valido risparmio in termini di consumo energetico e salvaguardia ambientale.
Di seguito una breve descrizione delle principali novità che caratterizzeranno sempre più la nostra quotidianità .

Solar Cooling

Tra le tecnologie emergenti quella più affascinante e promettente è sicuramente il Solar Cooling, che offre la possibilità di raffrescare utilizzando il sole e attraverso lo sfruttamento dell’energia solare, permettendo di ottenere un risparmio sufficientemente elevato. A molti la possibilità di ottenere “freddo” sfruttando l’energia “calda” del sole potrà sembrare qualcosa di impensabile, ma con questo nuovo tipo di tecnologia il sogno diventa realtà.

Elementi fondamentali per il funzionamento del Solar Cooling sono il calore dell’energia solare e l’elettricità. L’energia solare funge da forza motrice per attivare un ciclo termodinamico di raffrescamento dell’acqua dell’impianto che viene impiegata anche per raffrescare l’edificio, mentre l’elettricità serve per il funzionamento degli ausiliari, delle pompe idrauliche e del controllo del sistema.

I punti di forza di questa tecnologia sono le basse temperature d’esercizio (da 45°C a 90°C) e il fatto che il liquido refrigerante è l’acqua, che non crea problemi per l’ambiente.

Poter sfruttare l’energia del sole, gratuita ed abbondante, proprio in estate quando la richiesta di elettricità è maggiore per poter far fronte alla domanda di energia necessaria al condizionamento dei locali è qualcosa di veramente innovativo.

Solare Termodinamico

Un impianto solare termodinamico (Csp), conosciuto anche come impianto solare a concentrazione, è una tipologia di impianto elettrico che sfrutta come fonte energetica primaria la componente termica dell’energia solare per la produzione di energia elettrica. Il sistema è composto da pannelli parabolici che concentrano la componente termica dell’energia solare  in una tubazione attraversata da un fluido secondario, che raggiunge una temperatura media dai 300 ai 500°C. Il fluido, attraverso il ciclo termodinamico di Rankine che permette di trasformare il calore in lavoro, permette di generare elettricità dall’energia termica per mezzo di una turbina e un alternatore.

Ciò che differenzia questa tecnologia dalle tradizionali – solare termico o fotovoltaico – è la possibilità di produrre elettricità anche in periodi in cui l’apporto solare non c’è o è comunque limitato, come la notte o in giornate nuvolose, grazie all’accumulo del calore in speciali serbatoi che garantiscono la continuità produttiva.

Questa nuova tecnologia viene generalmente impiegata nei grandi impianti in cui la necessità di produzione è dell’ordine dei MegaWatt.

Microeolico

Per minieolico o piccolo eolico si intende la produzione di energia elettrica da fonte eolica realizzata con l’utilizzo di generatori di altezza inferiore a 30 metri e turbine speciali di taglia compresa tra 1 e 200 kW. Al di fuori di questo target si parla di eolico di grande taglia con aerogeneratori fino a 2-3 MW installati a terra e anche a fino 10 MW per impianti off-shore. Per gli impianti di taglia compresa tra 1 e 3 kW si parla invece di eolico domestico.

Un impianto eolico per uso domestico si costituisce di un aerogeneratore che può essere ad asse orizzontale o verticale in funzione della marca. Generalmente si usano aerogeneratori ad asse orizzontale per il grande eolico e ad asse verticale per il minieolico.

L’utilizzo dell’asse verticale deriva dal fatto che vicino a terra il vento è più turbolento, nel senso che non mantiene una direzione costante per un tempo sufficiente andando a ridurre fortemente l’efficienza degli aerogeneratori ad asse orizzontale. L’asse verticale permette di superare questo problema riuscendo a prendere il vento da ogni direzione, garantendo una maggiore producibilità a bassi regimi di vento, una minore rumorosità e minori vibrazioni che ne permettono l’applicazione anche sui tetti.

La produzione di elettricità avviene grazie alla presenza di un alternatore che, fatto girare dalla forza del vento, produce elettricità. Più elevata è la posizione della turbina più veloce sarà il vento e maggiore sarà la potenza generata.

Microcogenerazione

La microcogenerazione, i cui primi prototipi sono targati Merloni, Buderus, Viessman e Baxi, è un’estensione dell’idea di cogenerazione per le abitazioni singole o per i piccoli edifici che permette di produrre calore e corrente elettrica contemporaneamente.

Il vantaggio di questa soluzione deriva dal fatto che non ci sono parti meccaniche esposte ad usura e dalle sue dimensioni, generalmente non più grandi di una lavastoviglie e quindi facilmente adattabili.

Trigenerazione

La trigenerazione è un sistema di produzione congiunta di energia elettrica, termica e frigorifera. Con la cogenerazione si ha la produzione combinata di energia elettrica e termica mediante la medesima combustione recuperando il calore altrimenti perso a valle del processo mentre la trigenerazione unisce a queste due funzioni anche quella di condizionamento dell’aria e di raffrescamento.

Quest’ultimo viene prodotto tramite l’impiego del normale ciclo frigorifero in grado di trasformare l’energia termica, che andrebbe altrimenti persa o dissipata, in energia frigorifera realizzando la trasformazione di stato del fluido refrigerante (acqua) in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente. Le coppie di refrigerante/assorbente usate sono acqua/bromuro di litio per temperature fino ai 4°C e ammoniaca/acqua per temperature fino a -60°C.

Il risparmio energetico calcolato è pari al 55% e può aumentare per le aziende che sviluppano calore nel proprio ciclo produttivo, in quanto il calore in eccesso può essere riutilizzato per produrre energia elettrica e per il raffrescamento.

I vantaggi della trigenerazione sono:

• un maggior rendimento della combustione rispetto alle grandi centrali termoelettriche;
• produzione congiunta e contemporanea di tre diverse forme di energia;
• recupero del calore di scarico.

Le novità sono molteplici e ognuna di esse presenta delle peculiarità e delle variabili proprie, da valutare prima di ogni applicazione pratica.
La scelta della tecnologia dev’essere il frutto di uno studio approfondito che permetta di individuare quella più adatta alle esigenze in questione, condizione fondamentale per ottenere i vantaggi che queste nuove tecnologie offrono.

Ing. Nicola Bettio
Resp. UTP Enerblue