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Buone pratiche per realizzare una casa autonoma a energia solare

Con l'esperienza di 600 analisi energetiche effettuate in Italia e grazie anche all'esperienza in Germania è possibile realizzare una casa autonoma da punto di vista energetico con un involucro isolato termicamente, un sistema di recupero del calore per il ricambio d’aria, un impianto termico solare ed uno fotovoltaico connesso alla rete.

Uno dei percorsi corretti per realizzare case completamente autonome da un punto di vista energetico (Qualenergia.it, La casa energeticamente indipendente) è quello di valutare inizialmente i consumi energetici mensili differenziando quelli elettrici da quelli termici. Nella maggior parte dei casi si troverà la seguente situazione (vedi grafico): circa l’80% dei consumi sarà di tipo termico (25% per la produzione di acqua calda sanitaria - ACS - e il 56% per il riscaldamento degli ambienti) e il 19% di tipo elettrico.

Queste percentuale possono variare secondo lo stile di vita degli abitanti e la localizzazione geografica dell’edificio, ma descrive in media il consumo energetico di un edificio residenziale; a questo scopo sono state eseguite circa 600 analisi energetiche durante il progetto di ricerca 'Paese del Sole'.

Il consumo di energia principale è quello per il riscaldamento ed è circa 2 o 3 volte maggiore del calore necessario per l’ACS. Attualmente il consumo medio in casa è di circa 20 MWh annui; in questa situazione un impianto termico solare di tipo combi può contribuire con 8 MWh annui. Diversamente, in una casa a bassa emissione, dove il consumo annuo è di soli 8 MWh, il solare termico può coprire quasi tutto il fabbisogno.

In Germania questa tipologia di abitazioni è già stata costruita da tempo e riesce ad avere una copertura del fabbisogno annuo da energia solare che val dal 50 fino al 100%. Nella foto una tipologia di case costruite proprio in Germania dove sul tetto è situato un impianto solare termico (ai due lati, circa 64 mq) e uno fotovoltaico (al centro). All’interno dell’edificio è situato un serbatoio altamente coibentato e con un sistema di stratificazione per l’accumulo settimanale del calore prodotto dal campo solare termico.

La casa è a basso consumo e riesce, con il solo ausilio di questo calore, a far fronte al fabbisogno di riscaldamento, ovviamente la casa è dotata di un sistema di ricambio dell’aria con recupero di calore (fonte: “Solare Termico, manuale tecnico per progettisti, installatori, esperti di energie rinnovabili” - Flaccovio Editore).

In questo caso si è raggiunto l’obiettivo di una casa autonoma da un punto di vista energetico attraverso l’integrazione delle seguenti tecnologie: un involucro isolato termicamente, un sistema di recupero del calore per il ricambio d’aria, un impianto termico solare e un impianto fotovoltaico connesso a rete.

In una casa a basso consumo l’incidenza del sistema di riscaldamento è relativo. Comunque, di solito, si preferisce un sistema radiante a pavimento o a parete. La riduzione dei consumi attraverso l’isolamento termico è prioritaria anche per aumentare la capacità dei sistemi solari di coprire l’intero fabbisogno energetico.

Infatti, se osserviamo il grafico in basso notiamo come in una casa a cui abbiamo applicato un cappotto termico e ridotto della metà i consumi per il riscaldamento, le voci di consumo sono quasi equiparate: riscaldamento: 36%, ACS: 36%, energia elettrica: 28%; in questo modo i problemi di surriscaldamento del sistema solare termico sono enormemente ridotti e può essere raggiunta così una copertura del fabbisogno che va dal 50 fino al 100%.

Nel caso di un sistema che non raggiunge l’intera copertura del fabbisogno energetico termico solo con l’energia solare, si può utilizzare una caldaia a biomassa. La caldaia permette di far fronte ai periodi con minore energia solare. È possibile anche ottenere il risultato della completa copertura del fabbisogno senza prima agire sul’isolamento termico dell’involucro, ma non otterremo mai gli stessi risultati. Prima di tutto dovremmo utilizzare più biomassa con il risultato di maggiori costi di gestione e un maggiore inquinamento locale: anche se le emissioni di CO2 sono compensate dal ciclo delle biomasse, non lo sono tutte le altre emissioni. Inoltre non sfrutteremo al meglio l’impianto termico solare che non coprirà la maggior parte dei consumi e non lo farà con la stessa efficienza termica di sistema, BOSth, e, inoltre, consideriamo anche che la potenza della caldaia dovrà essere maggiore.

La messa in pratica delle “buone pratiche” sicuramente prevede una certa variabilità rispetto alle diverse situazioni, ma possiamo affermare che i risultati di questa ricerca forniscono ottimi principi generali di progettazione per la maggior parte dei casi. Ricordiamo, infatti, che l’intero lavoro si basa sull’analisi di centinaia di casi situati nelle diverse aree geografiche d’Italia e con diverse tipologie di abitazione. È importante lavorare e promuovere questi principi sia per evitare una certa confusione presente nel mercato del risparmio energetico e delle tecnologie rinnovabili sia per aumentare l’efficacia degli investimenti, pubblici o privati, in questo settore.

L'articolo è stato pubblicato il 1 aprile 2014





Commenti

Patrizio

Lo immagino che si usi un backup a biomassa.
La mia domanda è un altra. Il calore in eccesso prodotto d'estate dove lo mettiamo?

Oggi so bene che è possibile una soluzione in scambio sul posto. Solamente il giorno in cui tutte le case ma soprattutto utenze industriali e condomini di 10 piani diventeranno autosufficienti è abbastanza lontano quanto meno improbabile.
Le motivazioni sono tecniche: la densità di potenza delle attuali fonti rinnovabili non è compatibile con la dimensione di tali utenze.
Potrei fare FV a terra certamente, ma dovrei passare per la rete elettrica e quindi l'energia ceduta all'impianto mi sarebbe riconosciuta a prezzi nettamente inferiori

Adami

Se hai letto bene, il reperimento dei kwh mancanti per il riscaldamento vengono forniti dalla caldaia a biomassa,che in Italia in generale non ci sono problemi di materia prima,anzi,oltre alle ottime produzioni delle caldaie italiane c'è un potenziale non sfruttato sulla materia prima che viene qualsi totalmente acquistata all'estero.
Per quanto riguarda i kWh elettrici ,attualmente il regime di scambio sul posto fà una sorta di accumulo virtuale per sfruttare la maggiore immissione estiva e primaverile ,sostegno chiaramente e presumibilmente a termine e si auspica che verrà gradualmente sostituito dai sistemi di accumulo.

Domanda Seppur raggiunga

Domanda

Seppur raggiunga ottimi valori di isolamento termico riducendo al minimo le spese per il riscaldamento (e di conseguenza le dimensioni dell'impianto solare), cosa me ne faccio del calore che questi impianti producono d'estate?

Se decido di buttarlo, per quanto poco, ne devo tenere conto nel rapporto costi/ benefici.

Sul l'impianto FV non si fa cenno ad accumulo, ma è connesso alla rete. A rigor di logica la casa non sarebbe autosufficiente.

e il raffrescamento?

Mi sembra che, come al solito, si sopravvaluti l'esperienza tedesca, cercando tramite essa di incasellare nella stessa casistica anche la situazione italiana, che è molto diversa.

Per esperienza diretta sulla mia pelle, bisogna ricordare che nelle CASE A BASSO CONSUMO in Italia, il raffrescamento pesa quanto (e talvolta addirittura più) del riscaldamento (che termina ad aprile e riprende a ottobre/novembre).
Quindi nel bilancio bisogna considerare anche l'energia spesa per raffreddare (e non è poca).

A meno che non si utilizzino costosi sistemi ad assorbimento, l'autonomia energetica annuale è un miraggio, con solo il solare termico.

Con la pompa di calore le cose cambiano, se si va a considerare il raffescamento, ma serve molto più fotovoltaico e molto meno termico.

Troppa radiazione per l'Italia

Proposta interessante quella del solare termico per il riscaldamento, ma che risulta applicabile solo alla alte latitidini, come appunto la Germania o al limite le nostre regioni alpine.

L'elevata radiazione estiva, già a partire dal centro Italia, rende necessario un'approccio diverso nella progettazione sostenibile nell'edilizia, che sposta l'attenzione anche anche verso il confort estivo e la capacità di mantenerlo ad energia zero.
Non è pertanto applicabile un impianto solare termico di dimensioni elevate, tipo quello di 64 m2 riportato nell'articolo, perchè comporterebbe notevoli problemi si surriscaldamento nei mesi estivi e altrettante complicazioni impiantistiche, di manutenzione e sprechi nel doverli gestire.

Più in generale non è neanche applicabile un involucro altamente isolato, ma con bassa capacità termica, tipo la casa di legno, perchè in estate si trasformerebbe in un vero e proprio forno. Oltre all'isolate, tanto mattone o tanta pietra sono indispensabili.

La soluzione migliore per l'Italia è proprio quella del fotovoltaico + pompa di calore, che attendo di trovare pubblicata prossimamente.

Saluti.

@Robertroll

....provate a dirglielo a quel genio dell'IMPOSSIBILE del Robertroll,alias Robertok06 ......vi dirà ...è impossibile.....( nella sua testa)