Se si interviene per ridurre il fabbisogno di calore, in genere le pompe di calore negli edifici esistenti possono essere adattate senza problemi.
A seconda della classe di efficienza dell’edificio, fino al 73% dell’energia richiesta dalla pompa di calore può essere coperta con un impianto fotovoltaico sul tetto della propria abitazione.
E stiamo parlando della Germania, su cui si basa uno studio di EUPD Research realizzato per conto di E3/DC, fornitore di tecnologia di stoccaggio e ricarica domestica.
Gli edifici più moderni di nuova costruzione, in classe energetica A+ hanno un consumo annuo di energia termica per metro quadrato inferiore a 30 kWh. Se scendiamo a meno di 15 kWh poi si parla di case passive.
Ma il grosso delle abitazioni anche in Germania vanno dalla classe di efficienza D, con un fabbisogno elettrico medio oltre 100 i kWh/mq/anno alla classe H, il cui consumo energetico supera i 250 kWh.
L’analisi di EUPD Research, con sede a Bonn, conferma che la maggior parte delle case tedesche ha un’efficienza energetica relativamente scarsa. Più della metà (55%) dei 16,1 milioni di case unifamiliari e bifamiliari sono assegnate alle classi da F a H. Il 24% sono in classe H più bassa (3,9 milioni di case unifamiliari e bifamiliari). Secondo lo studio, il fabbisogno di riscaldamento di tutte le case mono e bifamiliari in Germania ammonta a 337 TWh.
Visto che si tratta di una progettazione e installazione relativamente semplice ed economica, la soluzione della pompa di calore aria-acqua è oggi la più diffusa in Germania: nel 2021 rappresentava l’82% delle installazioni di pompe di calore.
Le pompe di calore ad acqua o geotermiche hanno invece una maggiore efficienza, ma anche costi più elevati.
Per valutare il costo di esercizio di una pompa di calore è importante il suo Cop, o fattore di prestazione annuale, cioè il rapporto tra l’energia fornita (elettricità) e l’energia generata (calore ceduto). A seconda della tecnologia, questi fattori differiscono in modo significativo. Un’analisi del Fraunhofer ISE valutava che le pompe di calore ad aria negli edifici esistenti raggiungono una media di 3,1 e le pompe di calore geotermiche di 3,7.
Nel 2021 in Germania sono state installate 154mila pompe di calore, e di questa il 69% in edilizia esistente, con tutte le complessità del caso.
Si punta solitamente ad una temperatura di mandata solitamente più bassa delle pompe di calore, quindi inferiore a 50 gradi. Ma mentre nei nuovi edifici ciò è consentito da una distribuzione del calore tramite riscaldamento a pavimento, ciò non è fattibile negli edifici esistenti più vecchi, che richiederebbero quindi necessariamente interventi di efficientamento dell’involucro.
In molti casi, le temperature di mandata negli impianti di riscaldamento esistenti possono essere sufficientemente ridotte con poche modifiche; inoltre oggi sono presenti sul mercato pompe di calore ad alta temperatura con una mandata fino a 70 gradi.
A seconda dell’efficienza energetica dell’edificio, il fabbisogno elettrico annuo per il funzionamento della pompa di calore varia anche di un fattore 10: tra circa 1.300 kWh per abitazione in classe A+, fino a 13.000 kWh per quelle in classe H.
L’installazione di un impianto fotovoltaico con sistema con accumulo di energia elettrica può contribuire a coprire questo fabbisogno con l’energia solare autoprodotta. Ad esempio, in Germania con una configurazione di impianto FV da 15 kW di potenza con 15 kWh di accumulo domestico, può essere soddisfatta per una quota che va dal 36 al 73%, proprio in base alla classe di efficienza dell’edificio, così come si può vedere dal grafico.
Pertanto, una combinazione pompa di calore, impianto fotovoltaico e accumulo domestico consente, a seconda delle dimensioni dell’impianto, di coprire fino a tre quarti del consumo di elettricità con l’energia solare, rendendo ecologico il funzionamento della pompa di calore, oltre che interessante dal punto di vista economico questo sistema, soprattutto nel contesto del forte aumento dei prezzi dell’elettricità.
Per l’Italia, chiaramente, con temperature mediamente più elevate rispetto alla Germania, possiamo stimare che in moltissimi casi si possa soddisfare il 100% del fabbisogno elettrico anche con un dimensionamento del sistema più ridotto.
“Convertire il settore del riscaldamento dai combustibili fossili verso tecnologie neutre in termini di CO2 è un approccio di successo a lungo termine se si pianifica contemporaneamente il lato della produzione dell’elettricità aggiuntiva necessaria. I sistemi fotovoltaici in combinazione con i sistemi di accumulo domestico e la gestione intelligente dell’energia sono soluzioni ideali per generare elettricità vicino al consumo e possono anche aiutare a ridurre il carico sulle reti elettriche”, ha sintetizzato Martin Ammon, amministratore delegato di EUPD Research.
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