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RISPARMIO ENERGETICO ED ENERGIE RINNOVABILI IN ZOOTECNIA (CORSO REER) prof. Massimo Lazzari Dip. VSA- Veterinaria e Sicurezza alimentare - Università Milano.

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Presentazione sul tema: "RISPARMIO ENERGETICO ED ENERGIE RINNOVABILI IN ZOOTECNIA (CORSO REER) prof. Massimo Lazzari Dip. VSA- Veterinaria e Sicurezza alimentare - Università Milano."— Transcript della presentazione:

1 RISPARMIO ENERGETICO ED ENERGIE RINNOVABILI IN ZOOTECNIA (CORSO REER) prof. Massimo Lazzari Dip. VSA- Veterinaria e Sicurezza alimentare - Università Milano prof. Marco Fiala Dip. Ingegneria Agraria - Università Milano

2 2 DI CHE COSA CI OCCUPEREMO PROGRAMMA ARGOMENTO Radiazione solare Consumi energetici e possibilità di impiego Collettore piano Scaldacqua; esempi applicativi Collettore ad acqua; piastre captanti, perdite energetiche Rendimento istantaneo Collettori ad aria. Portata del ventilatore Diagramma di Mollier Gli incentivi Analisi economica

3 3 RADIAZIONE SOLARE Radiazione diretta Radiazione diffusa Radiazione Solare Globale Piranometro GHI = W/m 2 Radiazione Solare Diretta Pireliometro W/m 2 Radiazione Solare Diffusa Solarimetro W/m 2 RADIAZIONE SOLARE

4 4 VARIAZIONI della RADIAZIONE Milano Trapani QUANTO VALE? RADIAZIONE SOLARE (1,35 kW/m 2 fuori dallatmosfera) poco legata alla latitudine molto influenzata da: clima di area; stagioni; orografia

5 5 RADIAZIONE SOLARE 1 Nm 3 di CH 4 10 kWh t QUANTO VALE?

6 6 CONSUMI ENERGETICI 85% domestico e terziario, di cui: 90% riscaldamento 10% acqua calda igienico sanitaria DOVE USARLO?

7 7 OSSERVAZIONE la fascia degli usi termici a bassa temperatura rappresenta una percentuale notevole dei consumi energetici nazionali CONCLUSIONE vi è largo margine per interventi di riduzione delle situazioni di spreco e per l'introduzione di nuove tecnologie. CONGRUENZA tra SETTORE AGRICOLO ed ENERGIA SOLARE La maggiore disponibilità di energia solare si ha in primavera estate, periodo in cui in agricoltura si svolgono molte operazioni per le quali risulta possibile il ricorso all'energia solare con conseguenti vantaggi economici non trascurabili. Ne è un esempio pratico le tecniche di essiccazione artificiale del foraggio. DOVE USARLO?

8 8 Dispositivi in grado di raccogliere la radiazione solare, convertirla in calore e trasferirla a un fluido termovettore COLLETTORI SOLARI PIANI (ad acqua, ad aria) Radiazione Solare Globale Fissi Investimenti contenuti (tipo semplificato) Fluido a basse temperature COLLETTORI SOLARI PARABOLICI (a fluido) Radiazione Solare Diretta Dispositivi di puntamento del sole Investimenti elevati Fluido a elevate temperature COLLETTORI SOLARI: COSA SONO?

9 9 ENERGIA SOLARE: COSA E?

10 10 COLLETTORE PIANO Trasparente < 3 m Opaca > 5 m LA RADIAZIONE DEVE ENTRARE E NON USCIRE DAL COLLETTORE EFFETTO SERRA NEL COLLETTORE Entrante Uscente

11 11 COLLETTORE PIANO COSA DEVE FARE IL COLLETTORE? MASSIMIZZARE IL FLUSSO USCENTE DI CALORE H

12 12 Minimizzare perdite COSA DEVE FARE IL COLLETTORE? η = 60% convezione

13 13 COLLETTORE PIANO CASO PER INSTALLAZIONE A 50° DI LATITUDINE INCLINAZIONE E AZIMUT

14 14 PRESTAZIONI LIMIATE COSTO BASSO FUNZIONAMENTO SENZA ENERGIA ELETTRICA: SOLUZIONE MIGLIORE PER ABITAZIONI USATE SOLO SALTUARIAMENTE (CASE PER VACANZE, ALPEGGI, ETC) O DOVE I CONSUMI DI ACQUA CALDA SANITARIA SONO RIDOTTI. COLLETTORI AD ACCUMULO

15 15 Circolazione naturale nellintercapedine diaframma-piastra Circolazione naturale nelle tubazioni che collegano il collettore al serbatoio COLLETTORI CIRCOLAZIONE NATURALE

16 16 PIASTRA CAPTANTE basso costo elevata conducibilità termica resistenza alla corrosione facilità di lavorazione METALLICA Rame, Alluminio, Acciaio Inox p = 5,0 6,0 bar Distanza Buon contatto Spessore COLLETTORI A PIASTRE CAPTANTI INTERNE

17 17 COSTI LE PIASTRE CAPTANTI: PRESTAZIONI

18 AlluminioRame 18 ALLUMINIO Relativamente economico Lavorazioni particolari Buona conducibilità; si corrode Difficile da saldare (praticamente impossibile ad altri metalli) RAME Costo elevato Ottima conducibilità; non si corrode Facile da saldare LE PIASTRE IN ALLUMINIO E RAME

19 19 coperture inox poliuretano telaio (Al) INOX Spessore < 0,6 mm p = 1,5 2,0 bar Elevata superficie di scambio LE PIASTRE ROLL-BOND E INOX

20 20 Radiazione diffusa Radiazione diretta NON METALLICA Polipropilene, Gomma p = 1,5 2,0 bar Basse temperature Fuido termovettore (acqua + anticongelanti) LE PIASTRE CAPTANTI NON METALLICHE

21 21 tubi di vetro speciale sottovuoto NON HA PERDITE PER CONDUZIONE E CONVEZIONE Il fluido termovettore evapora nei tubi di rame e si condensa nello scambiatore Usati dove si ha poca radiazione solare o dove si richiedono temperature elevate TUBI DI VETRO SOTTOVUOTO

22 22 PERDITE di ENERGIA ELEVATE PRESTAZIONI MIGLIORARE ASSORBIMENTO DELLA RADIAZIONE RIDUCENDO LE PERDITE TERMICHE VERSO L'ALTO Riduzione perdite per convezione = più lastre di copertura Riduzione perdite per irraggiamento = superficie selettiva (assorbe ma non riemette nellinfrarosso) Irraggiame nto Convezio ne Conduzione ASSORBANZA (A) frazione di luce visibile assorbita dalla piastra EMITTANZA (E) frazione di energia ri- emessa nella gamma dell'infrarosso SUPERFICIE SELETTIVA IDEALE A = 1 e E = O

23 23 PRESTAZIONI CONDIZIONI di ESERCIZIO temperature del fluido all'ingresso (Tin; °C) e all'uscita (Tout ; °C) del collettore velocità di circolazione del fluido radiazione incidente (I; W/m 2 ) temperatura ambiente (Ta; °C) velocità dei vento < 3 m/s temperatura ambiente 600 W/m 2 [°C·m 2 /W] Lefficienza si valuta per differenti temperature di ingresso (Tin) del fluido termovettore, valutando la differenza tra Tin la temperatura ambiente (Ta), tenuto conto del valore dell'insolazione incidente (I) = f (kr)

24 24 Tin = 50°C Ta = 20 °C I = 600 W/m 2 (kr = 0,05) Collettore convezionale, 1 lastra copertura Collettore convezionale, 2 lastre copertura Collettore con superficie selettiva Modesto T Elevata IPRESTAZIONI Alto T Bassa I

25 25 SOLO ACQUA CALDA SANITARIA CON CIRCOLAZIONE NATURALE SCHEMA IMPIANTISTICO ACQUA SANITARIA E PER LAVAGGIO IMPIANTO MUNGITURA TETTO SALA MUNGITURA

26 SCHEMA IMPIANTISTICO SOLO ACQUA CALDA SANITARIA CON CIRCOLAZIONE NATURALE ACQUA SANITARIA E PER LAVAGGIO IMPIANTO MUNGITURA ACQUA PER PISCINA IN AGRITURISMO

27 27 SOLO ACQUA CALDA SANITARIA CON CIRCOLAZIONE FORZATA E SERBATOIO DI ACCUMULO (PUFFER) SCHEMA IMPIANTISTICO

28 SOLO ACQUA CALDA SANITARIA CON CIRCOLAZIONE FORZATA E SERBATOIO DI ACCUMULO (PUFFER) ACQUA SANITARIA E PER LAVAGGIO IMPIANTO MUNGITURA ACQUA SANITARIA AGRITURISMO

29 29 SCHEMA IMPIANTISTICO INTEGRAZIONE CON IMPIANTO CONVENZIONALE CON CIRCOLAZIONE FORZATA E SERBATOIO DI ACCUMULO (PUFFER) SCHEMA IMPIANTISTICO INTEGRAZIONE IN ABITAZIONI O AGRITURISMI

30

31

32 32 INTEGRAZIONE CON IMPIANTO CONVENZIONALE CON CIRCOLAZIONE FORZATA, SERBATOIO DI ACCUMULO E RECUPERATORE CALORE MUNGITURA (PUFFER) SCHEMA IMPIANTISTICO

33 33 INTEGRAZIONE CON IMPIANTO CONVENZIONALE CON CIRCOLAZIONE FORZATA, SERBATOIO DI ACCUMULO E RECUPERATORE CALORE MUNGITURA (PUFFER) SCHEMA IMPIANTISTICO

34 Oggi costa 0,20 Euro/kWh elettrico – previsto scendere a 0,06 Euro/kWh SOLARE TERMICO AD ALTA TERMPERATURAPER PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA

35 35 Aria (Ta) Aria Aria (Tout) Aria (Ta) Aria Aria (Tout) COLLETTORI AD ARIA

36 36 COLLETTORE ad ARIA (assorbitore poroso) COLLETTORE AD ARIA AD ASSORBIMENTO POROSO

37 37 ESSICCATOIO A PLATEA PER FORAGGI T = AMBIENTE U% = ALTA ΔT = 6-12 °C U% = BASSA ΔT = 1-2 °C U% = ALTA

38 38 PORTATA ARIA, POTENZA VENTILATORE Q m = · Q v PORTATA MASSICA Qm (kg/s) PORTATA VOLUMICA Qv (m 3 /s) P = p · Q v (W)P = g H · Q m (W) 0,80 < mp < 0,94e 0,60 < mv < 0,80

39 39 ESEMPIO di CALCOLO Calcolare la potenza del motore elettrico azionante un ventilatore centrifugo caratterizzato da portata Q v = m 3 /h e in grado di garantire una prevalenza H = 100 mm H2O. Si consideri un rendimento complessivo mv = 0,7 Q v = m 3 /h = 22,2 m 3 /s H = 100 mm H2O = 100 · 9,81 Pa 1000 Pa = 0,1 m H2O · (1000/1,24) = 80,6 m aria POTENZA MOTORE con p misurata in (Pa) W = 31,1 kW con p in (m H2O ) W = 31,1 kW con p in (m aria ) W = 31,1 kW

40 40 DIAGRAMMA di MOLLIER per LARIA UMIDA

41 41 DIAGRAMMA di MOLLIER per LARIA UMIDA: ESEMPIO A B 10, 2 11, 2 14, 7 10, 2 1,0 4,5 C 16, 5 6,3

42 LA MIA TESI DI LAUREA: 1981 VA ANCORA!!! TETTO SOLARE CONDOTTO ARIA CALDA TORRE DA FIENO

43 43 FIENILI SOLARI: SCHEMI

44 44 ESSICCAZIONE in DUE TEMPI (1) FIENILI SOLARI: SCHEMI

45 FIENILI SOLARI: ESSICCAZIONE ROTOBALLE COLLETTORI SOLARI AD ARIA CONDOTTI ARIA ESSICCATOIO ROTOBALLE

46 FIENILI SOLARI: ESSICCAZIONE RISO

47 DIMENSIONAMENTO SOLARE TERMICO 1434 kWh/anno INCLINAZIONE LOCALITA LODI AZIMUT

48 SOLARE AD ACQUA ACS FAMIGLIA T ACQUA RETE T UTILIZZO BOLLITORE CONS GIORN. PANNELLI 5 m 2 CALDAIA PRESENTE DIMINUZIONE CONSUMI 78% RISPARMIO 250 EURO/ANNO

49 INVESTIMENTO MOLTO VARIABILE DA EURO TEMPO RITORNO CON 55% DETRAZIONE IRPEF = 4-8 ANNI (SENZA 8-16 ANNI) CONVIENE SICURAMENTE AGLI IDRAULICI E AI TERMOTECNICI : 2 ANNI DI SOLE SOLO PER IL FISSAGGIO DEI PANNELLI SUL TETTO + 1 ANNO DI SOLE PER LA RELAZIONE TECNICA CONVIENE SPECIE SE SI RIESCE A INSTALLARE IN PROPRIO SOLARE AD ACQUA ACS FAMIGLIA

50 SOLARE AD ACQUA 100 VACCHE IN LATTAZIONE 63% COPERTURA BOLLITORI TOT 1200 LITRI 40 m 2 PANNELLI RISPARMIO 3500 EURO/ANNO

51 INVESTIMENTO MOLTO VARIABILE DA EURO TEMPO RITORNO CON 55% DETRAZIONE IRPEF = 3-6 ANNI (SENZA 6-12 ANNI) CONVIENE SPECIE SE SI RIESCE A INSTALLARE IN PROPRIO. INCIDONO MENO LE SPESE TECNICHE. SOLARE AD ACQUA ACS FAMIGLIA SOLARE AD ACQUA 100 VACCHE IN LATTAZIONE

52 AUTORIZZAZIONI PER SOLARE TERMICO

53 Programma nazionale per enti pubblici e aziende municipali del gasProgramma nazionale per enti pubblici e aziende municipali del gas Finanziamenti regionali, provinciali e comunaliFinanziamenti regionali, provinciali e comunali Detrazione IRPEF del 55% in 3 anni (Finanziaria 2007)Detrazione IRPEF del 55% in 3 anni (Finanziaria 2007) IVA agevolata al 10%IVA agevolata al 10% GLI INCENTIVI

54 Detrazione fiscale del 55% in 3 anni 27 febbraio 2007 – Pubblicato il decreto del Ministero dellEconomia e Sviluppo Economico che detta le disposizioni attuative di quanto disposto dalla Finanziaria 2007 Persone FisichePersone Fisiche Enti e soggetti titolari di redditi in forma associata (rif. Art.5)Enti e soggetti titolari di redditi in forma associata (rif. Art.5) Soggetti titolari di reddito di impresaSoggetti titolari di reddito di impresa NEWS Chi può richiedere la detrazione fiscale GLI INCENTIVI

55 Detrazione fiscale del 55% in 3 anni Tutti i componenti dellimpianto Solare TermicoTutti i componenti dellimpianto Solare Termico anche quelli in integrazione con impianti di riscaldamento Opere idrauliche e murarie per la realizzazioneOpere idrauliche e murarie per la realizzazione Prestazioni professionaliPrestazioni professionali anche per la redazione dellAttestato di Certificazione Energetica o dellAttestato di Qualificazione Energetica Spese Ammissibili Cumulabilità delle agevolazioni Le detrazioni non sono cumulabili con agevolazioni previste da altre disposizioni di legge nazionali per i medesimi interventi Sono compatibili con la richiesta di Titoli di Efficienza Energetica GLI INCENTIVI

56 Detrazione fiscale del 55% in 3 anni Acquisire lasseverazione di un tecnico abilitato che attesti la rispondenza dellintervento ai requisiti richiestiAcquisire lasseverazione di un tecnico abilitato che attesti la rispondenza dellintervento ai requisiti richiesti Trasmettere allENEA entro 60 giorni dalla fine dei lavori copia:Trasmettere allENEA entro 60 giorni dalla fine dei lavori copia: dellattestato di certificazione o di qualificazione energetica della scheda informativa relativa agli interventi realizzati Data limite per la trasmissione: 29 febbraio 2008 Effettuare i pagamentiEffettuare i pagamenti mediante bonifico bancario o postale dal quale risulti: la causale del versamento, il codice fiscale del beneficiario della detrazione il numero di partita IVA o il codice fiscale del beneficiario del bonifico Conservare la documentazioneConservare la documentazione certificato energetico, ricevuta informatica, fatture e ricevuta del bonifico Cosa bisogna fare per richiedere la detrazione Disponibili modelli e form per produrre la documentazione necessaria GLI INCENTIVI

57 57 ANALISI ECONOMICA

58 58 ANALISI ECONOMICA

59 59 ANALISI ECONOMICA Supponiamo di non andare in ferie!!!!! E di sfruttare lenergia solare per

60 60 Supponendo che il costo complessivo dellimpianto A CIRCOLAZIONE FORZATA sia di 4000 Euro + IVA (10%) = 4400 EURO. Quali saranno i tempi di ritorno degli investimenti? CI SARA DIFFERENZA TRA I SOGGETTI CHE POSSONO SCARICARE LIVA E LE PERSONE FISICHE. QUESTE ULTIME COMPUTERANNO IL COSTO IVA COMPRESA, MENTRE I PRIMI NO. INOLTRE CI SARA DIFFERENZA SE SI E NELLA SITUAZIONE DI INSTALLAZIONE DI IMPIANTO A SOSTITUZIONE DI UN ESISTENTE O DI UNA NUOVA INSTALLAZIONE (DOVE PER QUESTE PICCOLE POTENZE NON ESISTE ANCORA LOBBLIGO ENON ESISTE DERTAZIONE) ANALISI ECONOMICA gasoliometano metano Cond.GPL senza detrazioni con IVA10,918,020,211,4 senza detrazioni senza IVA9,916,418,310,4 con detrazioni con IVA4,98,19,15,1 con detrazioni senza IVA4,57,48,34,7


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