Energia rinnovabile, come produrla in casa

25/05/2017 - Integrare sistemi per la produzione di energia rinnovabile negli edifici, oltre ad essere un obbligo di legge per le nuove costruzioni e per le ristrutturazioni pesanti, permette di risparmiare denaro (bollette meno care) e migliorare la qualità dell’ambiente (consumo ridotto di combustibili fossili).

Ma qual è la situazione normativa italiana? Quali obblighi sulle rinnovabili sono in vigore? Quali sistemi di produzione di energia pulita offre il mercato?
 

Energie rinnovabili negli edifici: la normativa

Già da tempo l’Europa ha evidenziato l’importanza di ridurre le emissioni di CO2 attraverso politiche finalizzate ad un uso più efficiente dell’energia e all’incremento di sistemi di produzione di energia da fonti rinnovabili entro il 2020.
 
La direttiva Energie rinnovabili (direttiva 2009/28/CE), ha stabilito che una quota obbligatoria del 20% del consumo energetico dell’UE deve provenire da fonti rinnovabili entro il 2020, obbiettivo ripartito in sotto-obbiettivi vincolanti a livello nazionale, tenendo conto delle diverse situazioni di partenza dei paesi.
 
In Italia l’obbligo di dotare gli edifici di impianti alimentati da fonti rinnovabili parte con la Legge 10/1991 che prescriveva “l’obbligo di soddisfare il fabbisogno energetico degli edifici di proprietà pubblica o adibiti ad uso pubblico favorendo il ricorso a fonti rinnovabili di energia, salvo impedimenti di natura tecnica od economica”.
 
Più recentemente, con il Dlgs 28/2011 sono stati stabiliti nuovi obblighi di integrazione delle fonti rinnovabili negli edifici nuovi o in “edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti”.
 
In base al Dlgs 28/2011 gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, del 50% dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria e di percentuali crescenti per la somma dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento.
 
In particolare questa percentuale doveva essere del 20% per richieste del pertinente titolo edilizio presentate dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013, del 35% per richieste del titolo edilizio presentate dal 1° gennaio 2014 al 31 dicembre 2016 e del 50% per titoli edilizi rilasciati dal 1° gennaio 2017.
 
L’obbligo che sarebbe dovuto partire dal 1° gennaio di quest’anno, però,  è stato rinviato al 2018 dal decreto Milleproroghe (DL 244/2016); di conseguenza gli impianti termici degli edifici realizzati o ristrutturati in base a titoli abilitativi presentati nel 2017 potranno continuare a coprire almeno il 35% dei consumi con fonti rinnovabili.
 
Inoltre, il Dlgs 28/2011 prescrive anche la potenza elettrica degli impianti alimentati da fonti rinnovabili che devono essere obbligatoriamente installati sopra o all'interno dell'edificio (o nelle relative pertinenze) è sottoposta a coefficienti variabili a seconda dei tempi di costruzione.
 
Il comma 4 dell'articolo 11 evidenzia che "gli impianti alimentati da fonti rinnovabili realizzati ai fini dell’assolvimento degli obblighi accedono agli incentivi statali previsti per la promozione delle fonti rinnovabili, limitatamente alla quota eccedente quella necessaria per il rispetto dei medesimi obblighi”.
 
Il Dlgs 28/2011 prevede anche delle deroghe: gli obblighi sono ridotti del 50% nei centri storici, mentre non si applicano agli edifici sottoposti a vincolo storico e artistico. Sono ammesse esclusioni in caso di “impossibilità tecnica” che deve però essere comprovata da un professionista dopo aver escluso l’applicabilità di tutte le soluzioni tecnologiche disponibili mentre negli edifici pubblici, invece, gli obblighi sono incrementati del 10%.
 
Il mancato rispetto degli obblighi comporta il diniego del rilascio del titolo edilizio.
 

Energie rinnovabili: sistemi per la produzione domestica

Tra le fonti di energia rinnovabili c’è la radiazione solare, il moto dell’acqua, il vento, le biomasse, il calore presente nelle profondità della terra ecc.
 
Le fonti rinnovabili che si possono usare nella abitazioni sono: 
- impianti solari fotovoltaici (per produrre energia elettrica);
- impianti solari termici (per soddisfare le esigenze di acqua calda);
- impianti geotermici (per produrre calore dal sottosuolo);
- impianti microeolici (per produrre energia elettrica dal vento).
 

Impianti fotovoltaici

La tecnologia fotovoltaica permette la produzione di energia trasformando le radiazioni solari in elettricità direttamente e senza l’utilizzo di alcun combustibile.

Gli impianti fotovoltaici possono essere isolati (stand-alone), ovvero non collegati alla rete elettrica e perciò dotati di un sistema di batterie che può garantire l’erogazione di corrente anche nelle ore di assenza di luce, oppure collegati alla rete (grid-connected), cioè impianti stabilmente collegati alla rete elettrica nazionale che non hanno bisogno di sistemi di batterie in quanto la rete può sopperire alle mancanze del sistema. In più in questa soluzione l’eventuale surplus di energia prodotta dal sistema fotovoltaico viene trasferito alla rete e contabilizzato.

Un impianto fotovoltaico è costituito da un generatore (il cui componente elementare è la cella), da un sistema di condizionamento e controllo della potenza (inverter), da un eventuale sistema di accumulo dell’energia e dalla struttura di sostegno.
 
Tra i moduli fotovoltaici c’è IBC MonoSol 300 VL4 di IBC SOLAR un monocristallino che con 60 celle raggiunge un’efficienza del 18,4%, garantendo elevate prestazioni.

Tra gli impianti integrati direttamente nella costruzione c’è TEGOSOLAR di TEGOLA CANADESE una tegola fotovoltaica brevettata leggera, flessibile, pedonabile, autopulente e non riflettente in quanto non protetta da vetro.
 

Un altro esempio è ERIT® EV1M di SITAV COSTRUZIONI, una proposta innovativa dove modulo fotovoltaico ad alta resa e pannello precoibentato diventano un unico prodotto per le coperture.
 

Tra gli inverter per impianti fotovoltaici c’è UNO-DM-PLUS di ABB, un inverter monofase con potenza nominale da 3 a 5 kW con procedura di “self-commissioning” che, determinando automaticamente i parametri caratteristici dell’inverter, elimina la configurazione manuale e abbatte tempi e costi di installazione.

Tra gli inverter per impianti fotovoltaici trifase c’è FRONIUS HYBRID che permette di accumulare in una batteria l‘energia in eccesso prodotta dal fotovoltaico; in questo modo all’abitazione è garantita la fornitura di energia anche durante la sospensione della produzione.

Tra i supporti per impianti fotovoltaici c’è MSE 210 per tetto piano OneTurn di SCHÜCO, in cui i moduli vengono montati su 
supporti per tetti piani con viti ad aggancio rapido One-Turn senza l’uso di profili di sostegno.
 

Un altro esempio è SKARPATA di STRUKTURE, una struttura di sostegno modulare adatta a superfici sconnesse e inclinate
dove i sistemi tradizionali non sono utilizzabili che prevede due file di 10 moduli disposti orizzontalmente, per un totale di 20 pannelli fotovoltaici.

Tra i sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici c’è 4-noks Elios4you di ASTREL GROUP che misura tramite trasformatori amperometrici (TA) l’energia prodotta e scambiata con la rete, calcolando i consumi in tempo reale.

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Impianti solari termici

Gli impianti solari termici sono costituiti da pannelli che producono acqua calda sfruttando l’energia del sole; la radiazione solare riscalda un liquido che circola all’interno dei pannelli che poi trasferisce il calore assorbito a un serbatoio in cui viene accumulata l’acqua per una caldaia o uno scaldacqua elettrico.
 
Un impianto solare termico è generalmente costituito dal pannello e dal serbatoio di accumulo dell’acqua; la circolazione del fluido termoconvettore tra il pannello e il serbatoio può avvenire naturalmente o forzatamente per mezzo di una pompa elettrica. In entrambi i casi gli impianti producono acqua calda che può essere utilizzata direttamente o che può essere inviata ad una caldaia.
 
Tra gli impianti solari c’è ROTEX SOLARIS di DAIKIN HEATING SYSTEMS un sistema efficiente, flessibile ed ecologico in grado di trasformare fino all’80% dell’energia in calore utile e integrare perfettamente qualsiasi sistema di riscaldamento. 

Un altro esempio è ZELIOS FAST di CHAFFOTEAUX, con accumulatore con stazione solare integrata, ideale per le abitazioni monofamiliari.
 

Tra i pannelli solari per impianti solari termici c’è SISTEMA STRATOS di CORDIVARI che produce acqua calda sanitaria attraverso riscaldamento diretto dell’accumulo sanitario integrato nel pannello. Grazie al suo elegante design e all’ingombro estremamente ridotto, il sistema Stratos® è pronto per l’uso collegando semplicemente ingresso ed uscita dell’acqua sanitaria.

Tra i pannelli solari vetrati c’è KAIROS XP 2.5 - 1V e 1H di ARISTON THERMO, un collettore solare vetrato piano ad alto rendimento per circolazione forzata.

Tra i boiler per impianti solari termici c’è STOR di BERETTA impiegato per l’integrazione del riscaldamento negli impianti solari. Lo studio accurato delle geometrie del serbatoio e del serpentino consentono di ottenere le migliori prestazioni in termini di stratificazione, scambio termico e tempi di ripristino.

Un altro esempio è A SOLAR di ATAG ITALIA, un sistema compatto per il riscaldamento degli ambienti e la preparazione dell’acqua calda sanitaria funzionante a gas con recupero di energia solare. L’apparecchio comprende un generatore termico a condensazione A Serie, un boiler per la produzione di acqua calda sanitaria a stratificazione in acciaio inossidabile ed un modulo solare.

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Impianti eolici

L’energia eolica è quella posseduta dal vento e viene utilizzata per produrre energia elettrica attraverso aereogeneratori che basano il loro funzionamento su pale spinte dal vento. 
 
Per le abitazioni si può ricorrere ad impianti minieolici, con potenze da 1 a 20 kW che possono essere allacciati alla rete elettrica usufruendo dello scambio di energia sul posto.
 
In caso di abitazioni isolate si può ricorrere a OASIS di SOWIND una stazione di energia eolico solare con sistema di accumulo energetico alimentato da pannelli fotovoltaici monocristallini al silicio e da un generatore eolico rotante asincrono.

 
Tra gli impianti eolici verticali c’è MANNIBREEZE di MANNI ENERGY con una potenza nominale fino a 20 kW.


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Kopron
 

Impianti geotermici

L’utilizzo dell’energia geotermica per il riscaldamento domestico soffriva, fino a pochi anni fa, di due gravi limitazioni, che ne hanno impedito drasticamente la diffusione: era possibile solo con temperature relativamente alte (60 - 80°C) e soltanto nelle dirette vicinanze dei campi geotermici; si trattava, quindi, di un uso diretto del calore endogeno e di conseguenza non era possibile trasportare il calore troppo lontano dalla fonte.
 
I recenti sviluppi tecnologici ora permettono, attraverso l’uso di particolari apparecchiature, dette pompe di calore, di sfruttare il calore della Terra anche quando le temperature non sono particolarmente alte (12 - 14 °C) non per la produzione di energia elettrica, ma per ricavarne calore per il riscaldamento domestico o per altri usi industriali. Questo ha permesso, in qualunque condizione geologica o climatica, di ricavare energia sufficiente per far fronte ai normali consumi per riscaldamento e acqua calda di una famiglia.
 
Per “catturare” il calore del sottosuolo, si utilizzano due tipologie di sonde, in funzione della profondità di installazione: le “sonde verticali”  che vengono calate in pozzi di profondità variabile (per un’abitazione di circa 100 mq è di circa 70- 100 m) e i “sensori orizzontali” che funzionano in maniera simile alle sonde verticali, ma che invece di scendere in profondità, sono costituiti da una serpentina di tubi (di rame o polietilene) interrati ad una profondità di circa 60 cm.
 
Un esempio di impianto a sonde verticali è RAUGEO di REHAU composto da tubi, sonde geotermiche verticali, collettori geotermici orizzontali, sonde elicoidali e pilastri energetici, che consente di estrarre l’energia geotermica e di utilizzarla per il riscaldamento ed il raffrescamento efficiente degli edifici.
 

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