(Ver. 2.02 gennaio 2015 ) a cura di Umberto Romaro Una casa autonoma sul suo sito viene definita come una casa che funziona senza dipendere da nessun input esterno se non dal suo ambiente immediato. Essa non è allacciata alle reti di distribuzione del gas, dell acqua, dell elettricità e alla rete fognaria, ma utilizza invece, per i propri approvvigionamenti e per il trattamento dei rifiuti, le fonti di energia-rendita del sole, del vento e della pioggia. Una casa totalmente autonoma per gli aspetti sopra descritti è certamente ipotizzabile con le tecnologie attuali ma difficilmente realizzabile poiché, a causa del tenore di vita raggiunto oggi dalle popolazioni dei paesi industrializzati, i costi per la su a realizzazione sono enormemente elevati. Tra l altro, essendo perlopiù costretti a trasformare una casa esistente piuttosto che progettare e costruire una nuova casa sperimentale, è certamente più interessante cercare di raggiungere un autonomia solo parziale. Sarebbe impossibile scollegarsi dalla rete idrica senza avere nelle vicinanze un corso d acqua o un pozzo e sarebbe enormemente difficoltoso (anche se possibile) costruire delle fosse biologiche o dei sistemi di compostaggio e trattamento persona le dei rifiuti. Tuttavia esiste la possibilità di rendersi autonomi (o parzialmente autonomi) sotto l aspetto dell approvvigionamento energetico. Tale aspetto è fortemente penalizzante in termini economici, per almeno due motivi fondamentali: 1. Il prezzo dei combustibili fossili è elevatissimo e, data la scarsità di materia prima (nota 1), è destinato inevitabilmente ad aumentare. 2. I costi di trasferimento dal punto di produzione al punto di utilizzo sono notevoli ed anch essi destinati ad aumentare. 1
Inoltre, come già accaduto, esiste la non molto remota possibilità che i sistemi di trasferimento/trasporto dell energia vengano meno (linee elettriche o gasdotti interrotti, trasporto su ruote impossibile) creando non pochi problemi in conseguenza di inevitabili black -out. Le tecnologie odierne permettono di ipotizzare uno scenario in cui la casa virtualmente non è più allacciata alle reti di distribuzione dell energia. In altre parole sarebbe possibile svincolarsi dalle reti di distribuzione di gas o gasolio ed elettricità, e conseguentemente dai rispettivi costi, contribuendo inoltre ad eliminare totalmente le emissioni di anidride carbonica immesse nell atmosfera (nota 2) dalle centrali di riscaldamento e di produzione dell energia elettrica. 1 SCARSA DISPONIBILITA Non esistono due esperti che si trovino d accordo sui reali limiti dei combustibili fossili rimasti ma, dato l attuale consumo energetico ed accettando il trend dell aumento della domanda nel futuro, sembra che le riserve di gas naturale e petrolio saranno esaurite nei prossimi cinquanta-sessant anni, mentre le riserve di carbone potrebbero durare duecento-duecentocinquant anni. Dato l attuale sistema economico, come le riserve diminuiscono e la richiesta del prodotto aumenta, il suo prezzo cresce. E perciò conveniente al sistema lasciare dei beni utili come il petrolio nella terra e arricchirsi così senza sforzo. Il prezzo del petrolio, allora, inflaziona automaticamente, data la penuria artificiale e la domanda. Per spezzare questo circolo vizioso è necessario trovare dei combustibili alternativi, in modo da ridurre la richiesta di petrolio e quindi il suo prezzo. In Italia si consumano oltre 300 TWh (1 TeraWatt = 1 miliardo di Watt) di energia elettrica che viene prodotta per l 80 % da centrali a carburante fossile come petrolio, carbone e gas naturale. Siamo uno dei paesi industrializzati a maggior dipendenza da combustibili fossili e, considerando la nostra scarsa disponibilità di fonti di questo tipo, siamo inoltre maggiormente dipendenti da paesi ricchi di giacimenti e produttori di combustibili. 2 INQUINAMENTO AMBIENTALE Un kwh di energia elettrica prodotto da una centrale a carburanti fossili brucia l equivalente di 2,56 kwh con una emissione nell aria di Anidride Carbonica fino a 0,53 kg. E quindi evidente che ogni kwh prodotto da un impianto fotovoltaico evita di emettere nell aria circa mezzo chilo di Anidride Carbonica. Un mq di collettore solare termico permette ogni anno di risparmiare circa 100 litri di petrolio ed evitare la diffusione nell atmosfera di 315 kg di CO 2, 600 g di SO 2, 400 g di Nox e 70 g di polveri sottili. Considerando il tempo di vita utile degli impianti (minimo garantito 25 anni per un impianto fotovoltaico) si può valutare l enorme contributo che il solare può dare alla conservazione dell ambiente. L Italia, essendo uno dei paesi aderenti al protocollo di Kyoto (dic 1997), avrebbe l obiettivo di ridurre di circa il 7 % le emissioni di CO 2 in atmosfera rispetto a quelle del 1990. Ancora una volta l Italia è in netto ritardo rispetto ad altri paesi industrializzati e se non ci saranno nuovi sviluppi nell uso di energia alternativa ad emissione ridotta, sarà impossibile raggiungere l obiettivo. 2
E oggi possibile provvedere al riscaldamento, alla climatizzazione, alla produzione di acqua calda sanitaria, all illuminazione ed alla cottura dei cibi della propria abitazione in modo totalmente autonomo, eticamente responsabile e soprattutto senza impatti ambientali. Come è possibile realizzare tutto questo? Tecnicamente non è complicato realizzare un sistema per una autonomia virtuale che permetta di eliminare totalmente le emissioni di CO2 in atmosfera e inizialmente di ridurre drasticamente i costi di approvvigionamento energetico fino ad eliminarli totalmente in tempi più o meno brevi. Si tratta di sfruttare l energia gratuita che ci viene dal sole e dalla terra. 3
ENERGIA SOLARE, ENERGIA GEOTERMICA, ENERGIA AEROTERMICA Quotidianamente si riversa sulla terra, sotto forma di irraggiamento solare, una tale quantità di energia che se potesse essere trasformata totalmente in energia elettrica sarebbe possibile ottenere il fabbisogno di tutto il mondo per oltre vent anni!!! Purtroppo nella pratica questo non è possibile. Tuttavia oggi è possibile ottenere elettricità sfruttando l energia solare che si rende disponibile ed utilizzando la tecnica di trasformazione fotovoltaica. Il termine fotovoltaico significa letteralmente elettricità dalla luce. Ha origine dalle due parole PHOTO, dal greco Phos (luce), e Volt che è l unità di misura della tensione elettrica e che prende le sue radici dal nome del nostro Alessandro Volta, il primo a studiare il fenomeno dell elettricità. In pratica applicando i fenomeni fisici ed utilizzando le proprietà che hanno alcuni materiali è possibile generare energia elettrica da elementi statici che captano la luce del Sole. Si tratta dei moduli fotovoltaici che sono semplicemente dei pannelli appositamente costruiti per essere collegati tra loro in modo da formare un campo fotovoltaico con lo scopo di fornire energia elettrica in corrente continua. Quanto maggiore è il numero di pannelli collegati assieme tanto maggiore è la potenza disponibile generata dal campo. 4
Naturalmente per poter usufruire di elettricità utilizzabile direttame nte nelle abitazioni è necessario realizzare dei sistemi che trasformino in maniera opportuna l energia elettrica generata dal campo fotovoltaico. Il Sole, inviando sulla terra l energia sotto forma di calore pari a circa 42 trilioni di kcal al secondo, p otrebbe essere inoltre sfruttato nei sistemi solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria e per riscaldamento domestico e/o industriale. L utilizzo dei cosiddetti collettori solari è oggi largamente diffuso in tutta l Unione Europea ma, anc he se il loro costo non è mai eccessivo e ne consente l installazione anche in assenza di specifici incentivi, l Italia resta sempre indietro tra i paesi maggiormente industrializzati. Basti pensare che in Italia sono installati complessivamente pannelli solari termici per produrre poco più di 2,2 GWth, meno di un terzo della Germania, e che la Cina copre oltre il 60% della capacità mondiale contro il 18,4% dell Europa intera!!! (Dati 2012) Sfruttando opportunamente l energia solare è quindi possibile g enerare elettricità e calore. Con le tecnologie odierne l energia nelle due forme sopra illustrate è facilmente applicabile agli usi quotidiani e pertanto si possono soddisfare alcune delle necessità di tutti i giorni : 1. illuminazione 2. alimentazione carichi elettrici diversi 3. cottura dei cibi 4. produzione acqua calda sanitaria 5
In effetti, utilizzando l energia generata da sistemi solari termici si potrebbero soddisfare anche i fabbisogni di riscaldamento domestico tuttavia, come vedremo più avanti, dato il basso rendimento di questi sistemi nei periodi invernali e l inevitabile adozione di sistemi di integrazione, non riteniamo sufficientemente vantaggioso lo sfruttamento di queste tecniche per il riscaldamento domestico. Conviene piuttosto trovare altre fonti d energia che, compatibilmente con le tecnologie disponibili, permettano di ottenere un giusto rapporto prezzo/prestazioni. L utilizzo di Pompe di Calore (PdC) sembrerebbe il sistema più adatto allo scopo, anche perché tutte le macchine di questo t ipo sono reversibili, cioè in grado di fornire energia sia per riscaldare che per raffreddare. Tuttavia l efficienza delle pompe di calore, il cui valore è definito dal Coefficiente di effetto utile COP (Coefficient of Performance), è influenzata in maniera significativa dalla differenza tra la temperatura dell ambiente interno e quella della sorgente esterna 1. Affinchè il COP sia il più alto possibile, condizione fondamentale per ottenere la massima resa con il minor consumo, la differenza tra le due temperature di funzionamento deve essere la più piccola possibile. In pratica la temperatura inferiore dovrà essere la più alta possibile e quella superiore la più bassa possibile. Le conclusioni a cui portano queste considerazioni sono le seguenti: 1. E necessario abbassare decisamente la temperatura del fluido al quale si deve fornire calore pertanto i radiatori ad acqua calda, che necessitano di acqua ad alta temperatura (70-75 C), dovrebbero essere sostituiti da sistemi radianti o ad aria funzionanti a bassa temperatura (30-45 C). 6 1 Il COP del perfetto impianto a pompa di calore si definisce come il rapporto tra la temperatura assoluta a cui il calore viene emesso e la differenza tra questa temperatura e quella a cui il calore a bassa temperatura viene assorbito, differenza che corrisponde al lavoro immesso nel sistema.
2. Sarebbe opportuno utilizzare una sorgente termica da cui estrarre calore diversa dall aria esterna comunemente utilizzata perché, oltre ad avere delle notevoli oscillazioni stagionali alle nostre latitudini, nel periodo invernale la sua temperatura risulta essere tanto più bassa quanto maggiore è la richiesta di calore per riscaldare. La terra è una buona sorgente perché la temperatura del suolo è relativamente stabile, soprattutto se la profondità è superiore a 6 o 7 metri. A questa profondità l influenza dell escursione stagionale è praticamente trascurabile. La temperatura del suolo impertur bato difficilmente scende sotto i 5 C ed è quindi possibile estrarre calore senza il rischio di congelamento. Le macchine termiche che sfruttano il terreno come sorgente di calore esterna sono dette pompe di calore geotermiche (GSHP Ground Source Heat Pump). L accoppiamento tra la pompa di calore ed il terreno è realizzato da un sistema di tubazioni inserite nel terreno, detto sonda geotermica, al cui interno scorre un fluido termovettore. Di fatto si tratta di un banale scambiatore di calore realizzato in modo tale da poter estrarre dal terreno il calore necessario al fabbisogno. Le Pompe di Calore geotermiche, dette anche PdC acqua-acqua, sono macchine alimentate ad energia elettrica che permettono di soddisfare l esigenza di riscaldamento delle abita zioni anche in regioni particolarmente fredde durante il periodo invernale. 7
Riassumendo i concetti esposti precedentemente abbiamo visto come sia possibile utilizzare le fonti energetiche naturali per produrre l energia necessaria al sostentamento auton omo di una casa. Se potessimo soddisfare tutti i fabbisogni energetici della nostra casa utilizzando solo elettricità come fonte e riusci ssimo ad autoprodurre quest energia sfruttando quella del Sole allora potremmo ritenerci energeticamente autosufficienti! Come detto nelle pagine precedenti l utilizzo di pompe di calore che sfruttano l energia del sottosuolo per produrre caldo e freddo sembrerebbe una delle migliori soluzioni possibili per risolvere il problema del riscaldamento invernale e del raffrescamento estivo. In effetti le tecnologie odierne permettono l utilizzo del suolo come fonte energetica senza particolari problemi di carattere tecnico. Tuttavia, anche se dal punto di vista termodinamico l aria esterna si dimostra essere una sorgente termica sfavorevole, data la sua facile disponibilità e lo sviluppo delle moderne tecnologie, l utilizzo di PdC geotermiche risulta necessario solo in condizioni estreme. Bisogna inoltre fare alcune importanti considerazioni. Se la potenza necessaria a coprire i fabbisogni termici degli edifici è troppo elevata, si corre il rischio di vanificare gli sforzi prodotti per promuovere l utilizzo di sistemi ad energia rinnovabile. In altre parole è necessario dimensionare gli impianti nel loro complesso in modo da mantenere un equilibrio accettabile tra la spesa necessaria e le prestazioni che si devono da essi ottenere. Condizione fondamentale per l ottenimento di elevati livelli di prestazioni energetiche è quella di cos truire gli edifici in modo da contenere il più possibile le dispersioni termiche mantenendo invariat o o aumentando il livello di comfort ambientale. 8
E necessario quindi introdurre criteri costruttivi che privilegino l aspetto energetico seguendo la regolamentazione di classificazione energetica degli edifici. Prima di tutto l energia deve essere risparmiata. Successivamente prodotta con sistemi alternativi. STRATEGIE Premesso che per rendersi autonomi energeticamente con costi accessibili è necessario prevedere delle strutture con ottime prestazioni energetiche dal punto di vista delle dispersioni (fabbisogni energetici più bassi possibile), vediamo ora come è possibile realizzare in pratica un sistema che utilizzi energia rinnovabile per i l sostentamento autonomo della Casa. Diciamo subito che il nostro scopo è quello di realizzare dei sottosistemi impiantistici in grado di soddisfare le necessità indicate precedentemente. Bisogna anche dire che non è assolutamente necessario realizzare s ubit o tutti i sottosistemi impiantistici che permettano la totale autonomia e che potrebbe essere sufficiente e ragionevole realizzarne solo una parte, in funzione delle proprie esigenze e possibilità. I sottosistemi sono indipendenti tra loro, possono es sere realizzati in tempi differenti ed il loro utilizzo è anch esso indipendente e non obbliga a modificare le proprie abitudini abitative. 9
Produzione di calore per riscaldamento e raffrescamento Se è vero che il costo per la PdC geotermica in grado di svolgere le funzioni richieste varia relativamente poco all aumento della potenzialità richiesta, è anche vero che maggiori potenze rese richiedono più alte potenze elettriche assorbite e maggiori costi di sondaggio geotermico. Poiché l aspetto economicamente più gravoso della soluzione utilizzante pompe di calore acqua-acqua è rappresentato dalla necessità di realizzare le sonde di scambio dell energia tra il terreno e il fluido termovettore, bisogna cercare di ridurre le potenze necessarie e comunque porre molta attenzione alla realizzazione di questo componente l impianto e calcolarne il giusto dimensionamento per ottenere il miglior rapporto prezzo/prestazioni. L utilizzo dell aria esterna come sorgente da cui estrarre il calore necessario è divenuto oggi economicamente molto più favorevole, proprio per la sua facile disponibilità e lo sviluppo delle moderne tecnologie. Infatti nuovi materiali, prodotti innovativi e la consapevolezza di alcuni produttori lungimiranti, hanno permesso di realizzare delle PdC dalle prestazioni eccezionali, che possono utilizzare l aria esterna come sorgente da cui estrarre l energia necessaria fino a temperature ambiente molto basse. Con una PdC aria-acqua progettata e costruita secondo i canoni moderni è possibile riscaldare acqua per il riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria fino a 60 C con temperature dell aria esterna fino a 20 C e oltre. PdC aria-acqua KITA di produzione Templari Srl Tutte le PdC sono macchine alimentate da energia elettrica ed il loro utilizzo permette notevoli vantaggi ed in particolare permette la totale eliminazione dei seguenti componenti di un impianto tradizionale per il riscaldamento e raffrescamento: 10
eliminazione caldaia eliminazione refrigeratore d acqua eliminazione canne fumarie eliminazione di locali tecnici Inoltre permette di svincolarsi dalla rete di approvvigionamento del gas metano e/o da serbatoi di stoccaggio di combustibili liquidi o gassosi. L utilizzo di materiali e soluzioni innovativi permettono alle recenti PdC aria-acqua di raggiungere valori di COP notevolmente elevati. Sono macchine compatte, estremamente silenziose dato l utilizzo di moderni compressori scroll o twin rotary e ventilatori con controllo ad inverter, che possono essere installate all esterno o in locali non specificatamente destinati. Compressore Twin-rotary scambiatori ad alt issima efficienza correttamente dimensionati ; valvole di laminazione elettriche a controllo elettronico; doppia inversione di ciclo (sia lato refrigerante che lato acqua) ; compressori e ventilatori con motori brushless comandati da inverter in corrente continua; refrigeranti ad alta efficienza. In particolare la nuova tecnologia EVI (Enhanced Vapor Injection) per Pompe di Calore ad altissima efficienza consente di ottenere incrementi di COP fino al 20%. L efficienza del ciclo con compressore ad iniezione di vapore è superiore a quella di un compressore tradizionale poichè la capacità addizionale derivante dall iniezione di vapore è ottenuta con una minore quantità di potenza assorbita: il vapore viene compresso solo a partire dalla pressione intermedia che è superiore rispetto alla pressione di aspirazione. Come si può notare dalla rappresentazione schematica del circuito frigorifero, con la tecnologia EVI si ottengono due stadi di compressione con migliori prestazioni in riscaldamento soprattutto a basse temperature 11
dell aria esterna. Grazie all iniezione di vapore, il flusso di refrigerante è maggiore con conseguente riduzione dell entalpia del refrigerante liquido ed un aumento dello scambio termico. I valori di COP ottenibili in condizioni ottimali sono sempre ampiamente superiori a 3 e in fase di raffrescamento estivo si possono ottenere eccellenti valori di EER. In condizioni peggiori, ad esempio in fase invernale con temperature esterne inferiori a 0 C, (-2 / -3 C) le macchine possono avere un COP = 3,2 e per alimentare una Pd C che rende 8 kwt sono sufficienti 2,5 kw elettrici. In tal caso è certamente ipotizzabile la possibilità di realizzazione di impianti di autoproduzione dell energia elettrica per alimentare oltre alle utenze classiche anche la PdC. Produzione di energia elettrica La possibilità di autoprodursi energia elettrica è oggi una realtà consolidata. La tecnologia che permette la realizzazione di impianti in grado di produrre l energia elettrica sufficiente alla copertura del fabbisogno totale di una casa è ormai acquisita da diversi anni. 12
Già dal lontano 2001 esiste la possibilità di immettere in rete l energia elettrica prodotta da impianti fotovoltaici e di venire remunerati per questo. Infatti per gli impianti di potenza nominale non superiore a 20 kwp era ed è tuttora previsto, il meccanismo di scambio sul posto, regolato dalla delibera dell Autorità per l Energia Elettrica e il Gas nr. 224/00 del 6 dicembre 2000 (e successive modificazioni). E la modalità che consente di operare un saldo netto ( net metering) tra le immissioni in rete dell energia elettrica prodotta dagli impianti fotovoltaici e i prelievi di energia elettrica dalla stessa rete nei casi in cui il punto di immissione e prelievo coincidono. Permette di remunerare l investimento relati vo all impianto fotovoltaico attraverso l acquisto evitato di energia elettrica nell ambito del normale contratto di fornitura. Significa che i costi dell energia elettrica prelevata e immessa si compensano tra loro su base annua se l impianto fotovoltaico è in grado di produrre tutta l energia consumata annualmente dall utenza. A questo punto le premesse per la realizzazione di un impianto di autoproduzione di energia elettrica ci sono tutte e si può pensare realisticamente ad un sistema cosi ddetto grid connected (vedi figura) che, pur essendo connesso alla rete, cioè ancora allacciato alla rete elettrica nazionale, permette di divenire virtualmente autonomi sotto l aspetto dell approvvigionamento di energia elettrica. 13
Sarà sempre possibile rendersi maggiormente autonomi dotandosi di un sistema di accumulo (Storage) dell energia elettrica prodotta per poter utilizzare, nei momenti di necessità, l energia prodotta in eccesso dall impianto senza prelevarla dalla rete. La produzione energetica di un impianto solare fotovoltaico varia con l area geografica di appartenenza e viene misurata in kwh/anno (equivalenti agli scatti/anno del contatore). In caso di installazioni ottimali, in Italia mediamente si ottengono da 1.000 a 1.600 kwh/anno per ogni kwp installato. L installazione di un impianto fotovoltaico può avvenire sulla falda del tetto, su superfici piane, strutture ausiliarie, come coperture di parcheggi o strutture frangisole, con l accortezza di orientare il sistema il più possibile a Sud e di garantire una inclinazione ottimale. Esempio di installazione di moduli fotovoltaici su tetto a falda inclinata 14
Produzione di calore per acqua calda sanitaria La pratica di produrre acqua calda con il calore generato dall irraggiamento solare è nota fin dall antichità. E riportato fino ai nostri giorni l uso di materiale assorbente la luce solare (di colore scuro) per riscaldare l acqua nel periodo estivo. D altronde sappiamo tutti che è sufficiente lasciare al sole una tubazione per l irrigazione del giardino per estrarne acqua a temperatura anche piuttosto elevata tanto da scottarsi. La domanda che ci viene posta spesso da persone interpellate sulla loro disponibilità ad installare un sistema solare termico è questa : perché impegnarsi tanto nella ricerca di prodotti e impianti complessi e costosi quando è sufficiente stendere un tubo nero sul tetto per avere acqua bollente? Abbiamo scoperto l acqua calda! Il problema maggiore non sta tanto nella temperatura dell acqua ma proprio nella quantità di acqua calda che riusciremmo ad ottenere con un sistema del genere, tant è che raramente ci si sofferma a riflettere sul perché, dopo pochi secondi dall apertura del rubinetto, l acqua per innaffiare il prato non è più cos ì calda. Un altra considerazione deve venire dal fatto che solo nei momenti di maggior insolazione l acqua ha una temperatura molto elevata, ma quando il cielo non è limpido o addirittura nuvoloso non si riescono ad ottenere temperature sufficienti. E questione di efficienza! Ecco perché la ricerca ha sviluppato tecnologie e prodotti in grado di assorbire con sempre maggiore efficienza l energia prodotta dall irraggiamento solare. 15
Per cercare di ottenere buoni risultati anche in condizioni critiche, con irraggiamento non propriamente ottimale e con temperature dell aria piuttosto basse. Non a caso i maggiori costruttori di prodotti ad alta efficienza sono paesi dove il sole non è così presente come in Italia. Di necessità virtù! Schema tipico di sistema solare termico Data la naturale discontinuità di irraggiamento, qualsiasi sistema solare risente delle carenze comuni a tutti i sistemi solari, cioè dell incapacità di produrre sufficiente energia nei momenti di poco o null o irraggiamento solare (notte, nuvolosità e pioggia). Per ovviare a questo inconveniente, in un impianto solare termico, è necessario integrare il sistema immettendo l energia termica necessaria a soddisfare il fabbisogno. Comunemente vengono utilizzate caldaie a gas che intervengono quando la temperatura dell accumulo di ACS è insufficiente. Essendo il nostro obiettivo quello di rendere più autonoma possibile la nostra abitazione e quindi svincolarci da eventuali reti di distribuzione, con l installazione di un impianto solare termico non potremmo perseguire i nostri scopi vista l inefficienza generale del sistema. 16
CONCLUSIONI L obiettivo di questo opuscolo informativo è quello di dare delle indicazioni il più esaurienti possibile su come realizzare un edificio che goda della più ampia autonomia energetica. Per fare questo è necessario intervenire con strategie che prendano in considerazione molti aspetti legati al mondo delle cos truzioni e, soprattutto, che modificano sostanzialmente il sistema edificio/impianti. La premessa fondamentale per poter arrivare ad ottenere una sufficiente autonomia energetica è quella di attuare preventivamente strategie passive per il miglioramento dell involucro, dando seguito alla ormai nota metafora del riempimento del secchio bucato che rammenta quanto più efficace possa essere un intervento mirato alla riduzione di sprechi e dispersioni (occlusione dei fori nel secchio), piuttosto che al ricorso a nuove e più efficienti risorse (aumentare la portata d'acqua o migliorare l'efficienza del rubinetto). Una volta accertati che l involucro gode delle prestazioni sufficienti, si interviene con strategie attive sui sistemi e sottosistemi impiantistici per migliorarne le prestazioni ed arrivare alla soluzione più efficiente per autoprodurre l energia necessaria. Le forme di energia che necessitano nei nostri luoghi abitativi sono fondamentalmente due : 1. Calore 2. elettricità Sono forme secondarie, derivanti dallo sfruttamento di energia primaria come i combustibili e le rinnovabili (sole, vento, acqua ecc.). Entrambe possono essere facilmente autoprodotte da fonti rinnovabili, ma non possiamo autoprodurre fonti primarie come petrolio, gas metano, carbone o vettori come l idrogeno. 17
Come abbiamo visto le più semplici da autoprodurre oggi sono quelle che sfruttano la vera e unica fonte assoluta di energia sulla terra. Il Sole. Infatti sia il calore nei sistemi termici che l elettricità in quelli fotovoltaici (si tratta in ambedue i casi di sistemi solari!!) possono essere autoprodotte con relativa semplicità. Ma se sfruttando l energia elettrica autoprodotta possiamo poi produrre in modo semplice ed efficiente anche calore, non è altrettanto vero il contrario. Sistemi e sottosistemi impiantistici All interno degli edifici residenziali sono presenti una serie di sistemi e sottosistemi impiantistici che servono per il nostro comfort e sono : 1. sistema di sfruttamento dell energia elettrica a. sottosistema di illuminazione b. sottosistema alimentazione carichi diversi (elettrodomestici) 2. sistema di sfruttamento del calore a. sottosistema di riscaldamento e raffrescamento b. sottosistema per produzione acqua calda sanitaria c. sottosistema di produzione calore per cucinare Le soluzioni Poiché tutti i sottosistemi possono essere indipendenti tra loro ed il loro utilizzo può essere anch esso indipendente, alla luce di quanto sinora descritto, si può ragionevolmente asserire che gli interventi di efficientamento e/o riqualificazione che permettono l autonomia energetica non sono necessariamente da realizzare tutti subito. Potrebbe essere ragionevole intervenire per steps successivi, in funzione delle proprie esigenze e possibilità. 18
In una sequenza logica ma non necessariamente in ordine di importanza o di costo, indichiamo le varie opzioni possibili: 1. per il sottosistema 2.a, sostituzione del generatore di calore alimentat o a combustibile (caldaia) con una PdC a funzionamento elettrico; 2. per il sottosistema 2.b sostituzione preparatore di acqua calda con una PdC a funzionamento elettrico. Solitamente i generatori per la produzione del calore per i due so ttosistemi coincidono in un unico apparecchio sia ante che post operam, ma potrebbe essere interessante realizzare un intervento che preveda l utilizzo indipendente dei due sottosistemi. 3. Per il sottosistema 2.c sostituzione dei piani cottura a gas con moderni piani in vetroceramica a funzionamento elettrico, eventualmente anche ad induzione. 4. Una volta realizzati uno o più degli interventi sopra descritti si potrà procedere alla realizzazione del sistema di auto produzione dell energia elettrica necessaria installando un impianto fotovoltaico di potenza adeguata ai consumi generali. In tal modo si potrà sfruttare l elettricità prodotta per alimentare anche le utenze dei sottosistemi 1.a e 1.b. Nella logica del riempimento del secchio bucato sarebbe opportuno sostituire i corpi illuminanti (lampadine) e gli elettrodomestici con nuovi apparecchi a basso consumo energetico. A questo punto non vi resta che disdire il contratto con il vostro fornitore di gas e/o gasolio, installare un bel sistema di accumulo dell energia elettrica prodotta e voilà siete energeticamente autonomi e completamente indipendenti e non spenderete più un centesimo per l approvvigionamento di energia almeno per i prossimi 20 anni!!!. 19