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Il solare termico con lo scambio sul posto

Impianti solari termici senza accumulo che utilizzano la rete di teleriscaldamento per una sorta di “scambio sul posto” termico. Una soluzione tecnicamente semplice e che risulta spesso economicamente interessante per l’utente finale e per l'utility. Un esempio di impianto in 'net metering' realizzato in un edificio residenziale in Svezia.

La Svezia è uno dei paesi europei più “longevi” nell’utilizzo della tecnologia solare termica. Già dagli anni ’80 numerosi esempi pioneristici di impianti di grande taglia, spesso connessi alle esistenti reti di teleriscaldamento, sono stati realizzati e sono tuttora in funzione. Al di là di questi impianti di notevole dimensione, nel paese scandinavo si verifica spesso che proprietari di appartamenti già allacciati a una rete di teleriscaldamento si dimostrino interessati all’utilizzo di impianti solari termici.

Per conciliare teleriscaldamento e solare in questa situazione, si possono individuare due strade principali. La prima consiste nel realizzare un impianto solare con accumulo giornaliero locale. L’impianto solare svolge la funzione di pre-riscaldamento dell’acqua che, in caso di necessità, viene poi ulteriormente scaldata tramite integrazione dalla rete di teleriscaldamento. In questo caso, l’impianto solare termico e la rete di teleriscaldamento restano separati e “non si parlano”.

Una soluzione alternativa, molto più semplice, è invece quella di connettere l’impianto solare al circuito principale del teleriscaldamento, usando la rete come un accumulo di capacità “infinita”. La compravendita di calore tra utente e rete di teleriscaldamento deve essere allora regolata tramite un contratto di “scambio sul posto” con la utility. Questa tipologia di connessione, oltre a essere più semplice, permette di conseguire un risparmio non irrilevante sui costi di investimento dell’impianto solare, poiché non è necessario l’acquisto dei serbatoi di accumulo.

L’esempio del condominio di Vislanda
Il modello dello scambio sul posto termico è operativo in diverse città svedesi, ma l’esperienza pionieristica è quella della città di Malmö, dove la utility E.ON. (già Sydkraft) è stata la prima ad “accogliere” nella sua rete di teleriscaldamento esistente un impianto solare termico.
L’impianto che descriveremo, invece, è quello realizzato nella città di Vislanda, dove un sistema solare termico, con collettori integrati nel tetto, è stato installato a servizio di un edificio plurifamiliare.

L’associazione dei proprietari degli appartamenti ha predisposto e sottoscritto un contratto di “net-metering” (vale a dire scambio dell’energia sul posto) con la utility locale (Alvesta Energi AB). Per facilitare le operazioni tecniche legate allo scambio di calore comprato e venduto, è stata ideata e realizzata una stazione pre-assemblata di interfaccia tra impianto solare e rete di teleriscaldamento (vedi foto a destra). L’impiego di questo elemento pre-fabbricato consente di ridurre i rischi di errore in fase di installazione e di esercizio, nonché di standardizzare le operazioni di misura, scongiurando allo stesso tempo possibili manomissioni delle apparecchiature.

La stazione comprende uno scambiatore di calore, un vaso di espansione, le necessarie pompe e un sistema di controllo. Il monitoraggio dei dati di produzione è disponibile su internet tramite un collegamento con modem. Ciò si è rivelato di fondamentale importanza per la verifica e l’affinazione del funzionamento durante i primi mesi di vita dell’impianto.

L’edificio presenta una area riscaldata pari a 1.069 m2 e il relativo fabbisogno annuale di calore risulta di 150 MWh. Il consumo di acqua può essere stimato in circa 1.500 m3/anno. L’installazione dell’impianto solare è stata realizzata approfittando dei lavori di ristrutturazione delle coperture, rendendo così l’operazione ancora più appetibile dal punto di vista economico. La superficie disponibile sul tetto orientato a sud è di circa 400 m2 e i collettori solari ne coprono una porzione pari a 350 m2, producendo una quantità di calore di 140 MWh/anno, corrispondente a una resa specifica di 400 kWh/m2 anno, tipica dei paesi del nord Europa.

Quanto costa?
Il costo totale di investimento per la realizzazione dell’impianto solare è stato di 223.000 €, Iva inclusa, al quale va sottratto l’ammontare dovuto alla ristrutturazione del tetto (34.000 €) e un sussidio di 43.000 €, pari a poco più del 20% del totale. Il costo, Iva esclusa è di 178.000 €, per un valore specifico di 516 €/m2. Un altro parametro economico interessante è il costo di investimento in relazione alla quantità di energia prodotta, pari in questo caso a 1,29 €/kWh anno.
Poiché il solare termico andava a competere direttamente con il calore fornito dalla rete di teleriscaldamento, è importante calcolare il costo del MWh prodotto da fonte solare. Per l’impianto allo studio, si rileva un valore di circa 63 €/MWh, includendo anche il sussidio ricevuto. Ciò ha consentito di avvicinare questo costo a quello del calore da teleriscaldamento fornito dalla utility, che è pari a 60 €/MWh.

Per maggiori informazioni sull’impianto si rimanda al database dei sistemi solari termici: www.solar-district-heating.eu