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COMPLESSO RESIDENZIALE POPOLARE
ATC BIELLA
INTERVENTO DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA
STUDIO DI FATTIBILITA’ ENEA
RELAZIONE
Ing. Biagio Di Pietra
Arch. Francesca Margiotta
INDICE
I. Introduzione
I.1 Premessa
Pag. 3
I.2 Simulatore Edificio-Impianto
Pag. 4
I.3 Interventi strutturali e impiantistici
Pag. 5
I. 4 Generalità
Pag 7
II. Stato attuale e interventi proposti
II.1.1 Stato attuale edificio “A”
Pag 8
II.1.2 Interventi Edificio “A”
Pag 10
II.1.3 Costi interventi Edificio “A”
Pag 13
II.1.4 Sintesi risultati Edificio “A”
Pag 14
II.2.1 Stato attuale edificio “B”
Pag 15
II.2.2 Interventi Edificio “B”
Pag 18
II.2.3 Costi interventi Edificio “B”
Pag 21
II.2.4 Sintesi risultati Edificio “B”
Pag 22
II.3.1 Stato attuale edificio “C”
Pag 23
II.3.2 Interventi Edificio “C”
Pag 26
II.3.3 Costi interventi Edificio “C”
Pag 29
II.3.4 Sintesi risultati Edificio “C”
Pag 30
II.4 Considerazioni finali
Pag 31
III. Detrazione IRPEF per spese di riqualificazione energetica degli edifici
III.1 Detrazione IRPEF relativamente agli edifici oggetto di studio
Pag 32
IV. Impianti Speciali
IV.1 Impianto di cogenerazione con microturbina a gas Capstone 30 kWe
e
Capstone 60 kWe per il teleriscaldamento degli edifici oggetto di riqualificazione
energetica
IV.1.1 Premessa – Layout di Impianto
Pag 34
IV.1.2 Caratteristiche tecniche e logica di funzionamento
Pag 36
IV.1.3 Regime tariffario e fiscale di riferimento
Pag 37
2
IV.1.4 Analisi economica relativa alla rete di tele riscaldamento per gli edifici
Via Lombardia 18 e Via Rosmini 17
Pag 38
IV.1.5 Calcolo investimento e tempo di ritorno: impianto di teleriscaldamento
per gli edifici Via Lombardia 18 e Via Rosmini 17
Pag 39
IV.1.6 Analisi economica relativa alla rete di tele riscaldamento per l’agglomerato
edilizio compreso tra Via Piemonte e Via Mongrando (Edificio “C”)
IV.1.7 Calcolo investimento e tempo ritorno: impianto di teleriscaldamento edificio “C”
Pag 43
Pag 45
IV.1.8 Considerazioni finali relative all’ impianto di cogenerazione per il teleriscaldamento del
complesso residenziale in oggetto
Pag 48
IV.2 Impianto Fotovoltaico
IV.2.1 Incentivi nazionali
Pag 50
IV.2.2 Superficie disponibile e potenza di picco campo fotovoltaico
Pag 50
IV.2.3 Analisi producibilità impianto fotovoltaico
Pag 50
IV.2.4 Analisi economica impianto fotovoltaico
Pag 51
IV.3 Impianto a Biomassa
IV.3.1 Impianto di teleriscaldamento a Biomassa
Pag 53
3
I. 1 Premessa
Lo studio in oggetto riguarda l’analisi e la simulazione
energetica di un complesso edilizio popolare, sito a
A
Biella, di proprietà dell’Agenzia Territoriale per la Casa
(ATC).
B
Il complesso edilizio, come si evince dalla planimetria di
Figura 1, è costituito da tre differenti edifici: A, B e C. Gli
edifici A e B si presentano con forma pressoché regolare,
rispettivamente di cinque e sei piani e di superficie utile
complessiva di 1.800 mq e 2.300 mq; l’edificio C è
C
costituito da forme triangolari e pentagonali di altezza
complessiva pari a tre piani e una superficie utile pari a
8.500 mq.
La costruzione degli edifici risale agli anni ‘70,
presentando caratteristiche strutturali e di finitura per
niente attente al risparmio energetico. Inoltre, gli impianti
di riscaldamento costituiti da caldaie a gasolio, risultano
Figura 1
obsolete con rendimenti molto al di sotto dei limiti
imposti per legge.
Il primo approccio al complesso residenziale è stato di analizzare il sito e di indagare a livello
costitutivo, costruttivo ed impiantistico lo stato attuale con particolare riferimento alle strutture
orizzontali e verticali, al tipo di infissi e al tipo di impianti per il riscaldamento.
L’esito di questa indagine, meglio esplicitata nei paragrafi seguenti, è sintetizzato nelle seguenti
tabelle:
Edificio “A”
Edificio “B”
Edificio “C”
4
Dall’analisi dello stato attuale degli edifici in oggetto si evince chiaramente che essi presentano
valori di trasmittanza termica delle chiusure orizzontali e verticali notevolmente superiori ai “valori
limite” (indicati dalla normativa vigente) che l’edificio dovrebbe, invece, rispettare per essere
considerato energeticamente efficiente.
In particolare, con riferimento alla tabella 1 in
relazione al D.lgs 192/05, si nota di quanto i valori
della trasmittanza termica superino i limiti imposti
dallo stesso decreto legge:
strutture verticali
orizzontali di copertura
orizzontali di pavimento
infissi
di circa 2-4 volte
di circa 4-6 volte
di circa 4-9 volte
di circa 2 volte
Tabella 1
I. 2 Simulatore Edificio-Impianto
È stato implementato un modello di calcolo
attraverso l'ausilio dell'applicativo Matlab/Simulink,
che consente di stimare la fattibilità tecnico
economica di un intervento per la riqualificazione
energetica di un edificio esistente o per la
progettazione di un nuovo edificio a basso consumo.
Il modello (Figura 2) è stato sviluppato ad hoc per
l’analisi del fabbisogno energetico annuo e dei costi
di gestione del sistema edificio-impianti in ambito
residenziale.
Il modello calcola il fabbisogno termico dell’edificio
in funzione dell’irraggiamento solare e della
temperatura esterna; inoltre, grazie ad una
interfaccia utente, è possibile inserire le
caratteristiche fisiche, strutturali e geometriche
degli edifici in esame.
Figura 2: Modello Edificio Impianto – Matlab/Simulink
Le condizioni meteo annue del sito sono forniti dalla Norma UNI 10349 e da un algoritmo per il
calcolo delle radiazioni solari orarie sulle singole pareti e della temperatura media oraria esterna.
Il modello della caldaia riproduce l’effettivo funzionamento dell’impianto reale così come il
modello del radiatore per la distribuzione del calore.
Utilizzando la piattaforma di simulazione è possibile studiare le prestazioni di soluzione tecniche
strutturali e impiantistici per ridurre il fabbisogno termico annuo e rispettare così tutti i parametri
della normativa in vigore.
5
I. 3 Interventi strutturali e impiantistici proposti
Sono stati previste due tipologie di intervento:
o
Intervento tipo 1: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento
valvola termostatica;
o
Intervento tipo 2: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento
valvola termostatica, insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini
e riduzione ponti termici;
dove
Isolamento solai: tramite l’utilizzo di pannelli isolanti “tipo Rockwool” installati all’estradosso del
solaio di copertura e all’intradosso del solaio su pilotis.
Solaio di copertura: il feltro Rockwool 121 in lana di roccia dei pannelli è rivestito, su un lato, con
carta Kraft politenata avente funzione di freno a vapore; ideale per l'isolamento dell'ultimo solaio di
sottotetti non abitabili. Grazie alla struttura a celle aperte della lana di roccia di cui è costituito,
contribuisce in modo sensibile alla riduzione dei consumi energetici e al miglioramento del comfort
termico dell'abitazione.
Solaio su pilotis: il pannello rigido Rockwool Isolfon in lana di roccia, è finito, sulla faccia a vista
e sui bordi, con un velo minerale verniciato di bianco; ideale per l'isolamento termoacustico di
primi solai (garage, piano pilotis, ...).
La particolare struttura a celle aperte della lana di roccia di cui è costituito ne fa un ottimo materiale
capace di ridurre i consumi energetici e di contribuire al miglioramento termoacustico.
6
Sostituzione infissi esistenti con infissi “tipo REHAU Thermo-Design 70”, costituiti da telaio in
alluminio della profondità di 70 mm con trasmittanza termica (Ug) 1.1W/m2K e da doppio vetro a
con valore di trasmittanza termica (Uf) pari a 1,3 W/m2K. Gli edifici in oggetto presentano diverse
tipologie di chiusure trasparenti a cui corrisponde un diverso valore di trasmittanza termica media
(Uw) dell’infisso, dovuto al differente rapporto tra area vetrata e area del telaio.
Sostituzione caldaia ed inserimento valvola termostatica: in considerazione dello stato esistente
delle attuali centrali termiche, costituite da caldaie a Gasolio di diversa potenza nominale con
rendimenti non superiori all’85%, è stata ipotizzata la sostituzione con nuove caldaie a gas a
condensazione, “tipo Rendamax” che, sfruttando il calore latente del vapore contenuto nei fumi,
recuperano una percentuale di energia che viene riutilizzata, impedendone la dispersione
nell'ambiente. Queste lavoreranno con temperature di mandata non superiori a 70 °C, con un
rendimento minimo di funzionamento, superiore al 95%, garantendo un risparmio non inferiore al
10% di energia primaria rispetto alla caldaia esistente.
L’intervento di riqualificazione dell’impianto termico, prevede anche l’installazione per ogni
radiatore, al posto della valvola manuale, di una valvola termostatica, utile per regolare
autonomamente la temperatura di ogni singolo ambiente. L’installazione di dette valvole permetterà
anche di sfruttare gli apporti gratuiti di energia, cioè quelli dovuti, ad esempio, alla presenza di
molte persone, ai raggi del sole attraverso le finestre, agli elettrodomestici. La valvola si chiude
mano a mano che la temperatura ambiente, misurata da un sensore, si avvicina a quella desiderata,
consentendo di dirottare ulteriore acqua calda verso gli altri radiatori, ancora aperti.
In questo modo si può consumare meno energia nelle giornate più serene, quando il sole è
sufficiente per riscaldare alcune stanze, oppure, ad esempio, impostare una temperatura più bassa
nelle stanze da letto e una più alta in bagno o anche lasciare i radiatori aperti al minimo quando si
esce da casa. Le valvole termostatiche, installate negli impianti centralizzati hanno anche una buona
influenza sull’equilibrio termico delle diverse zone dell’edificio. Quando i piani più caldi arrivano a
20°C le valvole chiudono i radiatori consentendo un maggiore afflusso di acqua calda ai piani
freddi. Il risparmio di energia indotto dall’uso delle valvole termostatiche può arrivare fino al 20%.
7
Insufflaggio di fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione dei ponti termici: la
trasmittanza termica delle chiusure verticali esterne verrà ridotta tramite l’insufflaggio nelle
intercapedini di isolante termico ed acustico, tipo “Isofloc”, in fiocchi di cellulosa, poiché
particolarmente indicato per pareti nuove e da ristrutturare. L'utilizzo di questo materiale consente
alle pareti di respirare, essendo un prodotto in grado di assorbire l'umidità eccessiva per cederla di
nuovo quando l'aria è secca. Grazie alla particolare tecnica di insufflazione, vengono notevolmente
ridotti gli spifferi e le correnti d'aria e, conseguentemente, i rischi di condensa. In questo caso gli
spazi vuoti vengono riempiti attraverso fori di 75 mm.
Poiché questo tipo di intervento aumenta l’effetto dei ponti termici (discontinuità di isolamento)
nella struttura, più tipicamente negli spigoli tra muri e solai e tra muri su esterno, è necessario
ipotizzare un ulteriore intervento, e cioè, un isolamento “localizzato”, che prevede l’apposizione di
pannelli termoisolanti tipo “Celenit P3” per tutta la lunghezza dei solai e negli angoli. Si tratta di un
tipo di pannello isolante termico ed acustico, conforme alla norma UNI EN 13168, composto da due
strati (spessore 5 mm ciascuno) in lana di legno di abete, mineralizzata e legata con cemento
Portland di resistenza alla compressione non inferiore a 42,5 N/mm², e da uno strato interno di
polistirene espanso sinterizzato autoestinguente, conforme alla norma UNI EN 13163, prodotto da
azienda certificata UNI EN ISO 9001:2000. Esso è capace di ridurre i consumi energetici e di
contribuire al miglioramento termoacustico.
I. 4 Generalità
Nella seguente tabella sono riportati i valori di riferimento utilizzati dal modello di calcolo per
simulare il sistema edificio impianto prima e dopo gli interventi proposti.
8
II. Stato attuale e interventi proposti
II.1.1 Stato attuale Edificio “A”
L’edificio, sito in Via Lombardia angolo Via Piemonte, presenta 5 piani fuori terra abitabili, oltre
ad un piano porticato aperto ed un piano seminterrato. Il condominio è servito da due scale e da due
ascensori e comprende un totale di 20 alloggi, due per piano e per vano scala.
Lo stato attuale delle strutture esterne e degli impianti termici a servizio dell’edificio “A” risulta
avere le seguenti caratteristiche:
-
strutture verticali esterne: a cassa vuota (con intercapedine di 20 e 5 cm) con muriccio interno
di mattoni forati da 8 cm e muriccio esterno in mattoni sabbiati da 12 cm (Tabella 2)
Tabella 2
-
strutture orizzontali: costituite da elementi prefabbricati RDB – Celersap, con isolamento in
pomice per i solai di copertura del portico e di copertura. (Tabella 3)
Tabella 3
9
-
serramenti esterni: L’edificio in oggetto presenta tre tipologie di infissi esterni con diverso
rapporto tra area finestrata e area del telaio; ciascuno è costituito da telaio in lamiera di acciaio
zincato da 10/10 e vetri semidoppi con le caratteristiche riportate in Tabella 4:
Tabella 4
-
impianto di riscaldamento: costituito da una caldaia centralizzata a gasolio avente potenza
termica 200 kWt . La distribuzione del calore nei diversi ambienti dell’edificio è effettuata con
radiatori senza alcuna regolazione sulla portata in funzione della temperatura interna.
La simulazione dello stato attuale dell’ edificio “A” indica un fabbisogno energetico annuo (Tabella
5) più di tre volte il limite stabilito dalla normativa vigente (Tabella 1). Il modello di calcolo ha
fornito un costo annuo dell’energia termica, a carico di ciascuno dei 20 appartamenti, di circa
1650€, coincidente con la spesa per il riscaldamento, sostenuta attualmente da ciascuna famiglia.
Tabella 5
10
II.1.2 Interventi Edificio “A”
Di seguito vengono descritti nel dettaglio le caratteristiche delle soluzioni tecniche adottate per
ridurre il consumo energetico annuo per l’edificio “A” migliorando l’isolamento delle strutture e
l’efficienza degli impianti.:
Intervento tipo 1: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento valvola
termostatica
isolamento solai
Tabella 6
Dal confronto tra la Tabella 3 e la Tabella 6, si evince come, la soluzione tecnica proposta per
l’isolamento dei solai, determina una notevole riduzione del valore di trasmittanza termica sia per il
solaio di piano terra che passa da 1,243 (W/m²K) a 0,259 (W/m²K), sia per il solaio di copertura
che passa da 1,184 (W/m²K) a 0,222 (W/m²K).
11
sostituzione infissi
Tabella 7
Dal confronto tra la Tabella 3 e la Tabella 7, risulta chiaro come la sostituzione degli infissi
contribuisca al risparmio energetico; infatti, il valore della trasmittanza termica media dell’infisso
si riduce notevolmente, passando, rispettivamente per le tre differenti tipologie di infissi “A”, “B” e
“C”, da 4,516 (W/m²K) a 1,166 (W/m²K), da 4,302 (W/m²K) a 1,370 (W/m²K) e da 4,342
(W/m²K) a 1,175 (W/m²K).
sostituzione caldaia e inserimento valvola termostatica
Tabella
La caldaia esistente verrà sostituita con una caldaia a condensazione Tipo Rendamax modello R 303
000 della potenza termica nominale di 116 kWt. La caldaia lavorerà con temperature di mandata
non superiori a 70 °C, con un rendimento minimo di funzionamento, come si evince dal grafico di
Tabella 8, superiore al 95%, garantendo un risparmio non inferiore al 10% di energia primaria
rispetto alla caldaia esistente.
L’intervento prevede anche la sostituzione delle valvole
manuali di ogni radiatore dell’edificio con valvole
termostatiche settate ad una temperatura ambiente di
20°C. IL risparmio di energia indotto dall’uso delle
valvole termostatiche può arrivare fino al 20%.
12
Intervento tipo 2: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento valvola
termostatica, insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione ponti termici
Per gli interventi relativi a: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia ed inserimento
valvola termostatica si fa riferimento ai dati riportati nell’Intervento tipo 1.
Insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione ponti termici
Tabella 9
L’insufflaggio di fiocchi di cellulosa nelle intercapedini delle pareti esterne migliora notevolmente
l’isolamento riducendo il valore della totale trasmittanza termica delle due tipologie di pareti da
0,836 (W/m²K) a 0,165 (W/m²K), e da 1,068 (W/m²K) a 0,477 (W/m²K).
L’intervento in oggetto se da un lato migliora notevolmente le caratteristiche isolanti delle strutture
verticali opache, dall’altro aumenta l’effetto generato dai ponti termici presenti nella struttura
(fenomeni di condensa localizzata in corrispondenza della discontinuità di isolamento). Il problema
può essere risolto con l’installazione localizzata sulla superficie esterna dell’edificio di pannelli
termoisolanti . Questi verranno posti in corrispondenza del pilastro d’angolo per tutta l’altezza
dell’edificio e in corrispondenza dei solai per tutto il perimetro dell’edificio.
13
II.1.3 Costi interventi Edificio “A”
Nelle tabelle seguenti sono riportati i costi relativi alle due tipologie di interventi precedentemente
analizzate per l’edificio “A”.
Analisi Costi Intervento tipo 1
Descrizione
Valvola Termostatica
quantit
à
100
prezzo
[€]
100
cad
mq
1
334
7.500
280
7.500
93.520
Unità
cad
Totale [€]
10.000
Fornitura Caldaia a Condensazione Tipo Rendamax
R 303 000
Fornitura di infissi tipo REHAU THERMO DESIGN 70
Isolamento solaio copertura con di pannelli isolanti
tipo Rockwool 121 in lana di roccia compresa
orditura in legno
Isolamento con solaio di terra pannelli isolanti tipo
Rockwool Isolfon in lana di roccia compresa
orditura in legno e cartongesso
mq
428
31
13.268
mq
428
43
18.404
Mano d'opera
0re
800
26
20.800
€
Totale intervento 1 compreso mano d'opera
163.492,00
Analisi Costi Intervento tipo 2
Descrizione
Valvola Termostatica
Fornitura Caldaia a Condensazione Tipo Rendamax
R 303 000
Unità quantità
cad
100
prezzo
[€]
100
Totale [€]
10.000
cad
1
7.500
7.500
Fornitura di infissi tipo REHAU THERMO DESIGN 70 mq
Isolamento solaio copertura con di pannelli isolanti
tipo Rockwool 121 in lana di roccia compresa
mq
orditura in legno
Isolamento solaio di terra con pannelli isolanti tipo
Rockwool Isolfon in lana di roccia compresa di
orditura in legno e cartongesso
mq
334
280
93.520
428
31
13.268
428
43
18.404
Fornitura Fiocchi di Cellulosa tipo “Isofloc"
Ponteggi in telai prefabbricati del tipo "a cavalletto",
posto in opera fino ad un'altezza massima di m 20,
per la durata dei lavori, compreso montaggio e
smontaggio
Fornitura di pannelli termoisolanti tipo “Celenit P3”
spessore 75 mm per Correzione ponti Termici +
Finitura + tasselli
mc
47
99
4.653
mq
1.470
12,74
18.727,8
mq
700
12,7
8.890
Mano d'opera
0re
1.700
26
44.200
Totale intervento 2 compreso mano d'opera
€
219.162,80
14
II.1.4 Sintesi risultati Edificio “A”
Di seguito sono riportati i risultati delle simulazioni effettuate per ciascun intervento relativo
all’Edificio A (Figura 1). Le prestazioni di ciascun intervento rispetto allo stato attuale vengono
confrontati in termini di riduzione del fabbisogno energetico annuo, di riduzione del costo annuo
dell’energia termica per ciascun appartamento e del tempo di ritorno di ciascun investimento.
15
II.2.1 Stato attuale Edificio “B”
L’ edificio, sito in Via Rosmini, presenta 6 piani fuori terra abitabili, oltre ad un piano terreno a
pilotis e con parziale piano sotterraneo, servito da due scale e da due ascensori e comprende un
totale di 24 alloggi, due per piano e per vano scala.
Lo stato attuale delle strutture esterne e degli impianti termici a servizio dell’edificio “B” risulta
avere le seguenti caratteristiche:
-
strutture verticali esterne a cassa vuota, in ordine secondo la Tabella 11, con intercapedine di 21,
8, 2 e 6 cm, realizzate con muriccio interno di mattoni forati da 8 cm e muriccio esterno in
mattoni multifori da 12 cm con caratteristiche fisiche come riportato in Tabella 11
Tabella 11
16
- strutture orizzontali costituite da solai misti, in c.a. e laterizi del tipo prefabbricato. L’isolante è
stato previsto solo per il solaio su pilotis ed il solaio di copertura, anche se trattato in maniera
differente: con granulato di pomice nel primo, con cls di pomice nel secondo (Vedi Tabella 12 ).
Tabella 12
- serramenti esterni: L’edificio in oggetto presenta cinque tipologie di infissi esterni con diverso
rapporto tra area finestrata e area del telaio; ciascuno è comunque costituito da telaio in lamiera
di acciaio zincato da 10/10 e vetri semidoppi con le caratteristiche riportate in Tabella 13:
Tabella 13
-
impianto di riscaldamento: costituito da una caldaia centralizzata a gasolio, con potenza termica
pari a 300 KWt. La temperatura di mandata viene regolata da una sonda di temperatura esterna
mentre la distribuzione del calore nei diversi ambienti dell’edificio è effettuata con radiatori la
cui portata di acqua calda rimane costante anche quando la temperatura ambiente raggiunge il
valore di comfort.
17
L’indagine sullo stato attuale dell’Edificio “B”, ha restituito risultati che non rientrano nei “valori
limite”, ma che, al contrario, ne sembrano essere molto lontani. In particolare, relativamente al
D.lgs 192/05 (tabella 1) , si nota che i valori della trasmittanza termica delle strutture verticali
(Tabella 11) sono circa 2 volte superiore ai limiti imposti, quelli delle strutture orizzontali (Tabella
12) addirittura superano di circa 6 volte i suddetti limiti, gli infissi (Tabella 13) presentano una
trasmittanza termica media di circa il doppio rispetto a quella limite imposta dallo stesso decreto
legge.
L’analisi del fabbisogno energetico annuo e dei costi di gestione, effettuato utilizzando il modello di
calcolo dell’edificio, ha restituito una condizione pessima dello stato attuale dell’Edificio B. Infatti,
l’attuale fabbisogno energetico annuo, (Tabella 14) è più di quattro volte il limite stabilito dalla
normativa vigente (Tabella 1), mentre il costo del riscaldamento annuo per ognuno dei 24 alloggi e
circa il 20% in più rispetto all’edificio “B”.
Tabella 14
18
II.2.2 Interventi Edificio “B”
Di seguito vengono descritti nel dettaglio le caratteristiche delle soluzioni tecniche adottate per
ridurre il consumo energetico annuo per l’edificio “B” migliorando l’isolamento delle strutture e
l’efficienza degli impianti.:
Intervento tipo 1: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento valvola
termostatica.
isolamento solai
Dal confronto tra la Tabella 3 e la Tabella 6, si evince come, la soluzione tecnica proposta per
l’isolamento dei solai, determina una notevole riduzione del valore di trasmittanza termica sia per il
solaio di piano terra che passa da 1,243 (W/m²K) a 0,282 (W/m²K), sia per il solaio di copertura
che passa da 1,184 (W/m²K) a 0,248 (W/m²K).
19
sostituzione infissi
Tabella 16
Dal confronto tra la Tabella 3 e la Tabella 7, risulta chiaro come la sostituzione degli infissi
contribuisca al risparmio energetico; infatti, il valore della trasmittanza termica media delle 5
tipologie di infissi passa da un valore di 4,3 (W/m²K) ad un valore di 1,17 (W/m²K)
sostituzione caldaia e inserimento valvola termostatica
Tabella
La caldaia esistente verrà sostituita con una caldaia a condensazione Tipo Rendamax modello R304
000 della potenza termica nominale di 147 kWt. La caldaia lavorerà con temperature di mandata
non superiori a 70 °C, con un rendimento minimo di funzionamento, come si evince dal grafico di
Tabella 17, superiore al 95%, garantendo un risparmio non inferiore al 10% di energia primaria
rispetto alla caldaia esistente.
L’intervento riguardante l’impianto termico prevede
anche la sostituzione delle valvole manuali di ogni
radiatore dell’edificio con valvole termostatiche settate
ad una temperatura ambiente di 20°C. IL risparmio di
energia indotto dall’uso delle valvole termostatiche può
arrivare fino al 20%.
20
Intervento tipo 2: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento valvola
termostatica, insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione ponti termici
Per gli interventi relativi a: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia ed inserimento
valvola termostatica si fa riferimento ai dati riportati nell’ Intervento tipo 1.
Insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione ponti termici
Tabella 18
Il confronto tra la Tabella 11 e la Tabella 18 evidenzia i differenti valori della trasmittanza delle pareti
verticali:
- Muratura esterna 1:
da 0,697 (W/m²K) a 0,153 (W/m²K)
- Muratura esterna 2:
da 0,697 (W/m²K) a 0,320 (W/m²K)
- Muratura esterna 3:
da 1,127 (W/m²K) a 0,795 (W/m²K)
- Muratura esterna scale: da 0,624 (W/m²K) a 0,362 (W/m²K)
L’insufflaggio di fiocchi di cellulosa nelle intercapedini delle pareti esterne aumenta l’effetto dei
ponti termici nella struttura (discontinuità di isolamento); il problema viene risolto con
l’installazione localizzata sulla superficie esterna dell’edificio di pannelli termoisolanti. Questi
verranno posti in corrispondenza del pilastro d’angolo per tutta l’altezza dell’edificio e in
corrispondenza dei solai per tutto il perimetro dell’edificio.
21
II.2.3 Costi interventi Edificio “B”
Nelle tabelle seguenti sono riportati i costi relativi alle due tipologie di interventi precedentemente
analizzate per l’edificio “B”.
Analisi Costi Intervento tipo 1
quantità
144
prezzo
[€]
100
Totale [€]
14.400
cad
1
8.700
8.700
Fornitura di infissi tipo REHAU THERMO
DESIGN 70
mq
264
280
73.920
Isolamento solaio copertura con di pannelli
isolanti tipo Rockwool 121 in lana di roccia
compresa orditura in legno
mq
388
31
12.028
Isolamento solaio di terra con pannelli
isolanti tipo Rockwool Isolfon in lana di
roccia compresa di orditura in legno e
cartongesso
mq
388
43
16.684
Mano d'opera
0re
800
26
20.800
Descrizione
Valvola Termostatica
Unità
cad
Fornitura Caldaia a Condensazione Tipo
Rendamax R 304 000
€ 146.532,00
Totale intervento 1 compreso mano d'opera
Analisi Costi Intervento tipo 2
prezzo
[€]
100
Totale [€]
14.400
1
8.700
8.700
mq
264
280
73.920
mq
388
31
12.028
mq
388
43
16.684
mc
265
99
26.235
1.850
12,74
23.569
702
1.700
12,7
26
8.915,4
44.200
Descrizione
Valvola Termostatica
Fornitura Caldaia a Condensazione Tipo
Rendamax R 303 000
cad
Fornitura di infissi Tipo
REHAU THERMO DESIGN 70
Isolamento solaio copertura con di pannelli isolanti
tipo Rockwool 121 in lana di roccia compresa
orditura in legno
Isolamento solaio di terra con pannelli isolanti Tipo
Rockwool Isolfon in lana di roccia compresa
orditura in legno e cartongesso
Fornitura Fiocchi di Cellulosa tipo “Isofloc"
Unità quantità
cad
144
Ponteggi in telai prefabbricati del tipo "a cavalletto",
posto in opera fino ad un'altezza massima di m 20,
per la durata dei lavori, compreso montaggio e
smontaggio
mq
Fornitura di pannelli termoisolanti tipo “Celenit P3”
spessore 75 mm per Correzione ponti Termici +
Finitura + tasselli
mq
Mano d'opera
0re
Totale intervento 2 compreso mano d'opera
€ 228.651,40
22
II.2.4 Sintesi risultati Edificio “B”
Di seguito sono riportati i risultati delle simulazioni effettuate per ciascun intervento relativo
all’edificio B (Figura 1). Le prestazioni di ciascun intervento rispetto allo stato attuale vengono
confrontati in termini di riduzione del fabbisogno energetico annuo, di riduzione del costo annuo
dell’energia termica per ciascun appartamento e del tempo di ritorno di ciascun investimento.
23
II.3.1 Stato attuale Edificio “C”
L’ edificio, nel Villaggio Lamarmora, comprensivo dell’intero isolato costeggiato dalle vie
Lombardia, Rosmini, Mongrando e Piemonte, è costituito da 3 piani fuori terra abitabili ed un piano
seminterrato.
Lo studio di analisi dell’intero complesso è stato effettuato tenendo conto dei grafici pervenuti e
della relativa suddivisione dello stesso in otto “edifici” come mostrato in Figura 3.
Figura 3
Lo stato attuale delle strutture esterne e degli impianti termici a servizio degli otto blocchi che
costituiscono l’edificio “C” ha le seguenti caratteristiche:
24
- strutture verticali esterne: a cassa vuota, in ordine secondo la Tabella 20, con intercapedine di 16,
10, e 5 cm, realizzate con muriccio interno di mattoni forati da 8 cm e muriccio esterno in
mattoni multiformi in laterizio da 12 cm.
Tabella 20
- strutture orizzontali: costituite da solai misti, in c.a. e laterizio del tipo prefabbricato. In ognuno
dei casi è stato effettuato un isolamento con cls di pomice, ma con uno spessore differente: per i
solai di terra e del piano intermedio è pari a 2 cm, a differenza del solaio di copertura dove lo
spessore è di 5 cm.
(Tabella 21 )
Tabella 21
25
- serramenti esterni: l’edificio “C” in oggetto presenta sette tipologie di infissi esterni con diverso
rapporto tra area finestrata e area del telaio; ciascuno è comunque costituito da telaio in lamiera
di acciaio zincato da 10/10 e vetri semidoppi con le caratteristiche riportate in Tabella 22 e nei
relativi allegati.
Tabella 22
- impianto di riscaldamento: nell’edificio C attualmente vi sono quattro centrali termiche disposte
in diversi punti del fabbricato e così costituite:
- Centrale Termica di Via Piemonte 24: Una caldaia a Gasolio, Potenza Termica 125 kWt
- Centrale Termica di Via Piemonte 18-20-22: Due caldaie a Gasolio da 165 kWt ciascuna
- Cen. T. di Via Rosmini19-21-23 e via Lombardia 20-22: Due caldaie a Gasolio 280 kWt ciascuna
- Centrale Ter. Via Mongrando 1-3-5 e Via Lomb.24: Due caldaie a Gasolio da 250 kWt ciascuna
Come per l’edificio “A” e “B” l’indagine sullo stato attuale dell’Edificio “C”, ha restituito risultati
che non rientrano nei “valori limite”, e che ne risultano essere molto lontani. In particolare,
relativamente al D.lgs 192/05 (tabella 1) , si nota che i valori della trasmittanza termica delle
strutture verticali (Tabella 20) sono circa 2 volte e mezzo superiori ai limiti imposti, quelli delle
strutture orizzontali (Tabella 21) addirittura superano di circa 8 volte i suddetti limiti, gli infissi
(Tabella 13) presentano una trasmittanza media di circa il doppio rispetto a quella limite imposta
dallo stesso decreto legge.
L’analisi del fabbisogno energetico annuo e dei costi di gestione, effettuato utilizzando il simulatore
del sistema edificio-impianto, ha messo in evidenza le carenze energetiche dello stato attuale dell’
Edificio “C”. Infatti, l’attuale fabbisogno energetico annuo, (Tabella 23) è più di cinque volte il
limite stabilito dalla normativa vigente (Tabella 4).
Tabella 23
26
II.3.2 Interventi Edificio “C”
Di seguito vengono descritti nel dettaglio le caratteristiche delle soluzioni tecniche adottate per
ridurre il consumo energetico annuo per l’edificio “C” migliorando l’isolamento delle strutture e
l’efficienza degli impianti:
Intervento tipo 1: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento
valvola termostatica
isolamento solai
Tabella 24
Dal confronto della Tabella 21 con la Tabella 24, si nota come l’isolamento dei solai comporta una
notevole riduzione delle dispersioni di calore limitandone il valore della trasmittanza termica sia
per il solaio di piano terra che passa da 3,215 (W/m²K) a 0,252 (W/m²K), sia per il solaio di
copertura che passa da 2,637 (W/m²K) a 0,3 (W/m²K).
sostituzione infissi
Tabella 25
27
Le prestazioni termoisolanti dei nuovi infissi proposti per l’intervento in oggetto garantiscono una
elevata riduzione del fabbisogno termico. Infatti dal confronto tra la Tabella 22 e la Tabella 25 si nota
come il nuovo valore della trasmittanza termica per ognuna delle sette tipologie di finestre si riduce
notevolmente; secondo, i seguenti valori:
- “A”: da 4,681 (W/m²K) a 1,157 (W/m²K)
- “B”: da 4,964 (W/m²K) a 1,143 (W/m²K)
- “C”: da 4,500 (W/m²K) a 1,167 (W/m²K)
- “D”: da 4,574 (W/m²K) a 1,163 (W/m²K)
- “E”: da 3,442 (W/m²K) a 1,221 (W/m²K)
- “F”: da 4,049 (W/m²K) a 1,190 (W/m²K)
- “G”: da 4,283 (W/m²K) a 1,178 (W/m²K)
sostituzione caldaia e inserimento valvola termostatica
Le caldaie a Gasolio presenti nelle quattro centrali termiche verranno sostituite da caldaie a
condensazione tipo Rendamax delle seguenti caratteristiche e modelli:
o Centrale Termica di Via Piemonte 24: Caldaia Tipo R301 000, Potenza Termica 74 kWt;
o Centrale Termica di Via Piemonte 18-20-22: Due caldaie Tipo R302 000 e una R302 KKMB da
91 kWt ciascuna;
o Centrale Termica di Via Rosmini19-21-23 e via Lombardia 20-22: Due caldaie tipo: R304 KKMB
da 147 kWt , R302 0000 91 kWt;
o Centrale Termica di Via Mongrando 1-3-5 e Via Lombardia 24: Due caldaie Tipo: R304 KKMB
da 147 kWt, R301 000 74 kWt.
Il gruppo caldaie disposte nelle quattro centrali termiche lavoreranno con temperature di mandata
non superiori a 70 °C, con un rendimento minimo di funzionamento, come si evince dal grafico di
Tabella 17, superiore al 95%, garantendo un risparmio non inferiore al 10% di energia primaria
rispetto alla caldaia esistente.
L’intervento riguardante l’impianto termico prevede
anche la sostituzione delle valvole manuali di ogni
radiatore dell’edificio con valvole termostatiche settate
ad una temperatura ambiente di 20°C. IL risparmio di
energia indotto dall’uso delle valvole termostatiche può
arrivare fino al 20%.
28
Intervento tipo 2: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia e inserimento valvola
termostatica, insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione ponti termici
Per gli interventi relativi a: isolamento solai, sostituzione infissi, sostituzione caldaia ed inserimento
valvola termostatica si fa riferimento ai dati riportati nell’Intervento tipo 1.
Insufflaggio fiocchi di cellulosa nelle intercapedini e riduzione ponti termici
Tabella 27
L’insufflaggio di fiocchi di cellulosa nelle intercapedine delle pareti esterne migliora notevolmente
l’isolamento riducendo il valore della totale trasmittanza termica pareti verticali come riportato di
seguito
- Muro tipo “A”: da 0,714 (W/m²K) a 0,193 (W/m²K)
- Muro tipo “B”: da 0,779 (W/m²K) a 0,286 (W/m²K)
- Muro tipo “C”: da 0,779(W/m²K) a 0,458 (W/m²K)
L’insufflaggio di fiocchi di cellulosa non è stata ipotizzata per la parete di tipo “D”; poiché questa
non presenta intercapedine d’aria necessaria per l’intervento ipotizzato.
L’intervento in oggetto se da un lato migliora notevolmente le caratteristiche isolanti delle strutture
verticali opache, dall’altro aumenta l’effetto generato dai ponti termici presenti nella struttura
(fenomeni di condensa localizzata in corrispondenza della discontinuità di isolamento). Tale
problematica viene risolta prevedendo l’installazione localizzata, sulla superficie esterna
dell’edificio, di pannelli termoisolanti. Questi verranno posti in corrispondenza del pilastro
d’angolo per tutta l’altezza dell’edificio e in corrispondenza dei solai per tutto il perimetro
dell’edificio.
29
II.3.3 Costi interventi Edificio “C”
Nelle tabelle seguenti sono riportati i costi relativi alle due tipologie di interventi precedentemente
analizzate per l’edificio “C”.
Analisi Costi Intervento tipo 1
quantità
690
prezzo
[€]
100
Totale [€]
69.000
cad
1
48.000
48.000
mq
1.798
280
503.440
Descrizione
Valvola Termostatica
Unità
cad
Fornitura Gruppo Caldaie tipo Rendamax:
2 R304KKMB, 2 R3010000, 2 R3020000,
1 R302KKMB
Fornitura di infissi tipo REHAU THERMO
DESIGN 70
Isolamento solaio copertura con di pannelli
isolanti tipo Rockwool 121 in lana di roccia
compresa orditura in legno
Isolamento solaio di terra con pannelli isolanti
tipo Rockwool Isolfon in lana di roccia
compresa di orditura in legno e cartongesso
mq
3.156
31
97.836
mq
3.079
43
132.397
Mano d'opera
0re
3.200
26
83.200
€ 933.873,00
Totale intervento 1 compreso mano d'opera
Analisi Costi Intervento tipo 2
Descrizione
Valvola Termostatica
Fornitura Gruppo Caldaie Tipo Rendamax:
2 R304KKMB, 2 R3010000, 2 R3020000,
1 R302KKMB
Fornitura di infissi Tipo REHAU THERMO
DESIGN 70
Isolamento solaio copertura con di pannelli
isolanti tipo Rockwool 121 in lana di roccia
compresa orditura in legno
Unità quantità
cad
690
cad
prezzo
[€]
100
Totale [€]
69.000
1 48.000
48.000
mq
1.798
280
503.440
mq
3.156
31
97.836
Isolamento solaio di terra con pannelli isolanti
tipo Rockwool Isolfon in lana di roccia
compresa di orditura in legno e cartongesso
mq
3.079
43
132.397
Fornitura Fiocchi di Cellulosa tipo “Isofloc"
mc
1.117
99
110.583
Ponteggi in telai prefabbricati del tipo “a
cavalletto", posto in opera fino ad un'altezza
massima di m 20, per la durata dei lavori,
compreso montaggio e smontaggio
Fornitura di pannelli termoisolanti tipo
“Celenit P3” spessore 75 mm per Correzione
ponti Termici + Finitura + tasselli
mq
7.245
12,74
92.301,3
mq
2.767
12,67
35.057,89
Mano d'opera
0re
6.800
26
176.800
Totale intervento 2 compreso mano d'opera
€
1.265.415,19
30
II.3.4 Sintesi dei risultai Edificio “C”
Di seguito sono riportati i risultati delle simulazioni effettuate per ciascun intervento relativo
all’Edificio C (Figura 3). I risultati evidenziano l’entità della riqualificazione energetica che ciascun
intervento comporta in termini di riduzione del fabbisogno energetico annuo, di riduzione del costo
annuo dell’energia termica per ciascun appartamento e del tempo di ritorno di ciascun investimento.
31
II.4 Considerazioni finali in merito agli interventi proposti
Lo studio presentato nei paragrafi precedenti è stato concepito come strumento di supporto alle
diverse strategie progettuali mirate al contenimento dei consumi energetici per il riscaldamento dei
tre edifici che costituiscono il complesso ATC di Biella.
L’obiettivo della valutazione tecnico economica effettuata tramite l’ausilio di un simulatore
dinamico, non è la ricerca di un dato “certo” ma l’individuazione di sicuri ordini di grandezza utili a
definire un orientamento progettuale.
Infatti il dato “certo” è difficilmente ottenibile per l’elevato numero di variabili in gioco che
possono rendere “manipolato” e “parziale” qualsiasi risultato.
Come si evince dai grafici di sintesi, le simulazioni effettuate hanno messo in luce uno stato attuale
degli edifici in oggetto fortemente energivoro con fabbisogni energetici annui superiori al valore
medio di 150 kWh/mq che caratterizza il parco edilizio italiano convenzionale.
L’elevato consumo energetico per la climatizzazione invernale è dovuto sia a soluzioni tecniche al
momento della costruzione certamente non mirate al risparmio energetico (chiusure verticali e
orizzontali debolmente isolate), sia al degrado nel tempo degli impianti termici che ne ha
incrementato la scarsa efficienza.
Allo stato attuale, l’edificio C presenta le peggiori prestazioni energetiche tra i tre edifici che
costituiscono il complesso edilizio in oggetto. Il maggiore fabbisogno energetico dell’edificio C
trova giustificazione nel peggiore fattore di forma (S/V) che influenza negativamente la potenza
termica dissipata dalle chiusure.
Per poter paragonare il comportamento degli edifici prima e dopo gli interventi proposti, vengono
confrontati nelle tabelle di sintesi i fabbisogni energetici annui ricondotti al metro quadro di
superficie utile, il costo del riscaldamento per singolo appartamento e i tempi di ritorno
dell’investimento iniziale per ognuno dei due interventi ipotizzati.
Analizzando i risultati delle simulazione effettuate si nota che l’incidenza maggiore sul
contenimento del fabbisogno energetico complessivo è data dal maggiore isolamento termico dei
solai e degli infissi e da un funzionamento più efficiente dell’impianto termico grazie alla
sostituzione della caldaia e all’utilizzo delle valvole termostatiche. Inoltre le prestazione di tali
soluzioni tecniche garantiscono la possibilità di rispettare i valori previsti dalla normativa vigente
per il 2010 (D.lgs 192/05) con limitati periodi di ritorno dell’investimento iniziale.
In particolare la tipologia di “intervento 1” permette di ridurre mediamente del 70% il fabbisogno
energetico annuo dell’intero complesso edilizio con un tempo di ritorno medio dell’investimento di
6 anni.
L’incremento di isolamento termico delle chiusure verticali- previste dalla tipologia di “intervento
2”- in aggiunta alle soluzioni tecniche previste dalla tipologia di “intervento 1”, determina un
ulteriore 25% di incremento delle prestazioni energetiche dei tre edifici rispetto al prima soluzione,
con una maggiorazione media dell’investimento iniziale del 33% che comporta un maggiore tempo
di ritorno dell’investimento di circa 1,5 anni.
32
III. Detrazione IRPEF per spese di riqualificazione energetica degli edifici
(Dm Ministero Sviluppo Economico 19 febbraio 2007 (Disposizioni in materia di - Attuazione dei commi 344-349
della legge 27 dicembre 2006, n. 296 - Finanziaria 2007) (GU n. 47 del 26-2-2007)
III.1. Detrazione IRPEF relativamente agli edifici oggetto di studio
In ottemperanza a quanto previsto dai decreti applicativi della Finanziaria 2007, per la
riqualificazione energetica degli edifici la detrazione, pari al 55% delle spese sostenute entro il
31-12-2007, spetta per gli interventi che porteranno a una riduzione dei consumi energetici per la
climatizzazione invernale, come richiesto per le diverse tipologie di intervento.
La detrazione, che sarà ripartita in 3 annualità di pari importo, riguarda:
1. Interventi di riqualificazione globale su edifici esistenti - per un massimo di 100.000 € .
2. Interventi attuati su edifici o parti di edifici o unità immobiliari esistenti, relative a strutture
opache verticali (pareti,generalmente esterne), finestre comprensive di infissi - per un massimo di
60.000€. Per le strutture opache orizzontali (coperture e pavimenti) la normativa di attuazione è in
corso di definizione.
3. Installazione di pannelli solari per la produzione di acqua calda per usi domestici, industriali,
nonché per il fabbisogno di piscine, strutture sportive, case di ricovero e di cura, scuole -per un
massimo di 60.000€.
4. Interventi di sostituzione di impianti di climatizzazione invernale con caldaie a condensazione e
contestuale messa a punto del sistema di distribuzione - per un massimo di 30.000€.
Costi Intervento tipo 1
33
Costi Intervento tipo 2
34
IV. Impianti Speciali
IV.1 Impianto di cogenerazione con microturbina a gas Capstone 30 kWe e Capstone
60 kWe per il teleriscaldamento degli edifici oggetto di riqualificazione
energetica
IV.1.1 Premessa – Layout di Impianto
Si definisce cogenerazione ai sensi dell’art.2 del Decreto legislativo 164/00, un sistema integrato di
produzione combinata di energia elettrica o meccanica e di energia termica, entrambe considerate
utili.
Teleriscaldamento indica una situazione nella quale la fornitura del riscaldamento e/o dell'acqua
sanitaria (energia termica) a più utenti (o edifici) avviene a distanza attraverso delle tubazioni che
trasportano il calore (acqua calda, acqua surriscaldata o vapore) generato in una o più centrali
principali alimentate da fonti energetiche di vario tipo andando a sostituire i tradizionali impianti
calore dei singoli edifici.
Il calore prodotto viene trasportato attraverso le reti di teleriscaldamento, viene quindi ceduto (kwh
termici) agli utenti attraverso appositi scambiatori di calore di proprietà o della Ditta/Società
Produttrice e Distributrice del calore o dell'utente stesso, contabilizzato con appositi strumenti di
misura e quindi periodicamente fatturato all'utenza.
La rete di distribuzione deve svilupparsi su terreni pubblici (strade) e/o su più terreni di privati e
comunque
di
terzi
(accessi
all'edificio,
sentieri,
orti,
giardini
ecc).
(Non si può considera rete se la stessa si sviluppa su un terreno di un solo proprietario)
Deve comunque collegare alla centrale almeno due utenti diversi e l'eventuale (Fonte F.I.P.E.R
Federazione Italiana Produttori di Energia da Fonti Rinnovabili)
Il primo obiettivo che l’iniziativa si prefigge è un uso più razionale delle fonti energetiche, volto
alla riduzione dei consumi (a parità di comfort termico) e al contenimento dell’impatto ambientale;
benefici questi derivanti dall’elevato rendimento dell’impianto (pari all’80%), che si traduce in
risparmio di energia primaria pari circa al 30% .
Di seguito si riporta una valutazione tecnico economica relativa ad un impianto di cogenerazione
con microturbine a gas e caldaie di integrazione del tipo a condensazione per il teleriscaldamento
del complesso residenziale popolare ATC di Biella (funzionamento limitato al periodo di
riscaldamento invernale Ottobre –Aprile).
Considerando il fabbisogno energetico dell’edificio così come ricavato a seguito di intervento
riqulificante tipo 1, la planimetria del complesso edilizio e le curve di durata del carico termico di
ciascun edificio, si ritiene che la migliore scelta progettuale sia l’installazione di un
microcogeneratore a servizio degli edifici di Via lombardia 18 e di Via Rosmini 17 (identificati
come edificio “A” e “B”), e due microcogeneratori a servizio del complesso residenziale compreso
tra Via Piemonte e Via Mongrando. (identificato come edificio “C”).
L’impianto analizzato è costituito da una microturbina del tipo Capstone da 30 kWe installata nella
centrale termica dell’edificio di Via lombardia 18 e da due microturbine tipo Capostone da 60 kWe
installate in una centrale termica dell’edificio “C” ;
Le microturbine saranno connesse in parallelo alla rete elettrica di distribuzione cedendo la totale
energia elettrica prodotta in cogenerazione al distributore locale, per la quale verrà riconosciuto al
soggetto responsabile dell’impianto un prezzo di cessione pari a quello stabilito dall’Acquirente
Unico (AU) alle imprese distributrici per la vendita al mercato vincolato così come riportato dalla
Delibera 34/05 dell’AEEG.
Il totale consumo elettrico annuo per i 20 alloggi dell’edificio in oggetto è stato ricavato
considerando i risultati di un recente studio condotto per il ministero dell’Ambiente dal Politecnico
di Milano intitolato MICENE (Misure dei consumi di Energia Elettrica in 110 abitazioni Italiane).
Dall’analisi dei consumi elettrici per la Regione Piemonte, si è considerato un consumo medio per
appartamento di 3000 kWh anno.
35
L’installazione delle microturbine e delle caldaie di integrazione potrà essere effettuata utilizzando
le centrali termiche già esistenti come riportato in figura 4; la rete di tele riscaldamento per gli
edifici di Via Lombardia 18 e Via Rosmini 17 sarà così costituita:
o Centrale termica Via Lombardia 18: Una microturbina tipo Capstone da 30 kWe e caldaia
di integrazione del tipoa condensazione Rendamax R301 KKM8 da 74 kWt .
o Centrale termica Via Rosmini 17: Caldaia a recupero da 60 kWt (Scambiatore di calore in
controcorrente) e caldaia di integrazione del tipo a condensazione Rendamax R301 KKM8
da 74 kWt .
o Condotta coibentata da 3” per il teleriscaldamento, interrata tra le due centrali termiche
La rete di teleriscaldamento per il complesso residenziale “Edificio C” sarà così costituita:
o Centrale termica Via Rosmini 21: Due microturbine tipo Capstone da 60 kWe .
o Centrale termica Via Biemonte 18,20,22: Caldaia a recupero da 200 kWt (Scambiatore di
calore in controcorrente) e caldaia di integrazione del tipo a condensazione Rendamax
R305 KKM8 da 194 kWt .
o Centrale termica Via Mongrando 1: Caldaia a recupero da 200 kWt (Scambiatore di calore
in controcorrente) e caldaia di integrazione del tipo a condensazione Rendamax R305
KKM8 da 194 kWt .
o Condotta coibentata da 3” per il teleriscaldamento tra le tre centrali termiche.
Figura 4: Layout rete di tele riscaldamento
36
IV.1.2 Caratteristiche tecniche e logica di funzionamento
L’elemento cardine del sistema di cogenerazione è la microturbina; trattasi di una macchina simile,
costruttivamente, ai turbogas installati presso le centrali di produzione di energia elettrica. Queste
macchine coprono generalmente un range di potenza da 30-100 kWe; presentano dimensioni
relativamente piccole (es. Capston I 330: HxWxL=1900x714x1344 [mm]) e ciò fa della
microturbina una macchina estremamente compatta e di peso limitato. A tali caratteristiche si
uniscono inoltre l’opportunità di raggiungere rendimenti relativamente elevati, basse emissioni e
bassi costi di impianto, oltre che la possibilità di utilizzare combustibili diversi dal gas naturale
quali biogas o altri a basso potere calorifico. Il principio di funzionamento è analogo a quello delle
turbogas; l’aria esce dal compressore a circa 4-8 bar ed entra nel rigeneratore, se presente. Nel
rigeneratore, il gas esausto è utilizzato per preriscaldare l’aria prima di entrare nella camera di
combustione, dove essa è miscelata con il combustibile e bruciata. aumentando il rendimento
elettrico. Di seguito si riportano le principali caratteristiche tecniche delle microturbine in oggetto:
Modello
Potenza nominale
Rendimento elettrico
Rendimento Totale
Potenza termica uscente
Portata gas di scarico
Temperatura gas di scarico
Temperatura acqua in ingresso scambiatore
Pressione combustione
Tipo compressore aria
Velocità nominale
Rumore (10 m)
dimensioni
Capstone I 330
30 kWe
28 %
77 %
55 kWt
0,3 kg/s
205 °C
60-90 °C
2,9 Bar
centrifugo
70.000 giri/min
70 dB
1.900x714x1.344 [mm3]
Modello
Potenza nominale
Rendimento elettrico a potenza nominale
Rendimento Totale
Potenza termica uscente
Portata gas di scarico
Temperatura gas di scarico
Temperatura acqua in ingresso scambiatore
Pressione combustione
Tipo compressore aria
Rumore (10 m)
Velocità nominale
dimensioni
Capstone C60
60 kWe
28 %
77 %
107 kWt
0,49 kg/s
305 °C
60-90 °C
2,9 Bar
centrifugo
70 dB
96.000 giri/min
2.110x762x1.956 [mm3]
La logica di funzionamento della microturbina prevede che l'utente imposti la potenza elettrica che
la macchina dovrà erogare (e il fattore di potenza) e la soglia da non superare di temperatura
dell'acqua in uscita dalla caldaia a recupero.
La microturbina è in grado di erogare la potenza elettrica richiesta solo se il circuito termico
dell'utenza è in grado di smaltire il corrispondente carico termico. Su questo circuito termico
dell'utenza è posizionato un sensore che rileva la temperatura dell'acqua in uscita dalla caldaia a
recupero. Se la temperatura misurata dal sensore supera la soglia impostata dall'operatore, la
37
microturbina esegue automaticamente una parzializzazione del carico, fino a quando la temperatura
ritorna sotto il valore limite. Quando questo avviene, la microturbina tenta di ritornare ad erogare la
potenza impostata da pannello.
È questa la logica con cui la macchina è programmata per inseguire il carico termico.
IV.1.3 Regime tariffario e fiscale di riferimento
Lo scenario considerato si riferisce alla situazione normativa, tariffaria e fiscale effettivamente in
atto (Delibera 16/98, Delibera 34/05 AEEG). Per la seguente analisi economica si è fatto riferimento a un
differente regime fiscale e tariffario che caratterizza gli usi finali dell’energia elettrica e del gas in ambito
terziario:
o Imposte e tariffe gas ed elettricità uso civile (impianto tradizionale:Rete Enel, caldaia centralizzata ):
Costo elettricità utente
Costo gas utente
Accise gas uso civile
0,17 €/kWh
0,42 €/Smc
0,17 €/Smc
o Imposte e tariffe gas ed elettricità cogenerazione - teleriscaldamento
La cogenerazione per teleriscaldamento è sottoposta al regime fiscale per produttori, inoltre
secondo le Circolare 145/D e 189/D del Ministero delle Finanze, le caldaie di integrazione sono
considerate parte integrante dell’impianto di cogenerazione se l’energia elettrica prodotta è
almeno il 10% dell’energia termica totale erogata agli utenti, con il vantaggio che tutto il gas
consumato dall’impianto di teleriscaldamento sarà sottoposto ad accisa e tariffa industriale come
indicato nella seguente tabella.
Costo elettricità singolo utente
Costo gas cogenerazione
Tariffa media energia elettrica
ceduta in rete
Accise gas uso industriale
Accise gas per 0,25 mc/kWh
0,17 €/kWh
0,36 €/Smc
9 c€
0,0125 €/Smc
0,0004493 €/Smc
Sui primi 0,250 m3 di gas naturale necessari a produrre 1 kWh elettrico è dovuta l'imposta per la
generazione di elettricità (0,04493 c€/m3).
Il costo medio dell’energia elettrica ceduto in rete dipende dalla tariffa imposta dall’AU
(Acquirente Unico) al distributore di rete (ENEL) che varia ogni mese; per lo studio in esame è
stato posto a 0,09€/kWh
Gli impianti di cogenerazione sono officine di produzione elettrica. Pertanto sono richiesti il rilascio
della Licenza di Officina Elettrica all'avviamento dell'impianto ed il suo rinnovo annuale in seguito.
I diritti annuali di licenza sono attualmente pari a 77,47 €.
Di seguito si riporta l’analisi tecnico economica per le due reti di tele riscaldamento proposte
38
IV.1.4 Analisi economica relativa alla rete di tele riscaldamento per gli edifici Via Lombardia
18 e Via Rosmini 17
Utilizzando la piattaforma di simulazione del sistema edificio-impianto è stato possibile ricavare la
curva di durata del carico termico totale dei due edifici a seguito di intervento riqualificante
“tipologia 1”; la curva di durata è stata utilizzata per il dimensionamento dell’impianto di
cogenerazione che abbia un tempo medio di funzionamento annuo sufficiente per recuperare
l’investimento iniziale nel minor tempo possibile tempo possibile.
Figura 5: curva di durata carico termico a seguito di interventi strutturali "tipo 1"
Come si evince dal diagramma di durata del carico termico di figura 4, il la microturbina Capstone
I330 lavora per 3000 ore/anno a potenza nominale e per 400 ore/anno in parzializzazione fino al
50 % della sua potenza nominale. La restante area del diagramma , parte del carico base e del
carico di punta viene coperto dalle caldaia integrative R301 da 74 kWt ciascuna.
39
IV.1.5 Calcolo investimento e tempo di ritorno: Impianto di tele riscaldamento edifici Via
Lombardia 18 e Via Rosmini 17
Lo scopo della seguente analisi economica è quella di valutare la fattibilità di un investimento
incrementale dovuto all’installazione di una rete di teleriscaldamento tra l’edificio Via Lombardia
18 e Via Rosmini 17 rispetto alla soluzione base: 2 caldaie a condensazione tipo Rendamax R303 e
R304 (come previsto dall’intervento tipologia 1)
Si riportano di seguito i costi e ricavi relativi al tele riscaldamento
A)
Costi Impianto di cogenerazione:
Macchinario
Turbina a gas Capstone I 330
30,00 k€
Totale Macchinario
30,00 k€
Due Caldaie Tipo Rendamax
R301 KKM8
Totale Caldaia di integrazione
11,00 k€
11,00 K€
Pannellatura fonoassorbente
Totale Equipaggio
1,43 k€
1,43 k€
Caldaia integrazione
Equipaggio
Opere Meccaniche
Materiali (per cogenerazione,
scambiatori)
Materiali (per gas combustibile)
Materiali (per aria + gas scarico)
Coibentazione
Opere idrauliche (manodopera,
ecc.)
Totale Opere Meccaniche
2,00
1,14
1,43
0,57
k€
k€
k€
k€
2,29 k€
7,43 k€
Opere elettriche
Quadro elettrico interfaccia
Impianto elettrico
Opere elettriche (montaggio)
Totale opere Elettriche
2,57
2,29
1,71
6,57
k€
k€
k€
k€
posa cemento
Opere civili (manodopera, ecc.)
Totale Opere civili
0,86 k€
1,14 k€
2,00 k€
progettazione
Totale Ingegneria
0,29 k€
0,29 k€
Opere civili
Ingegneria
TOTALE COSTI IMPIANTO
58.714,29 €
40
B)
Costi opere civili rete di teleriscaldamento: edifici Via Lombardia 18 e Via Rosmini 17
DESCRIZIONE
PREZZO [€]
QUANTITA' COSTO [€]
TUBAZIONE COIBENTATA DA 3"
30
60 m
1.800
POSA TUBAZIONE
11
60 m
660
VALVOLE INTERCETTAZIONE
108
2
216
RIDUZIONI
108
2
216
SCAVO
13
32 m
416
RIEMPIMENTO
14,2
32 m
454,4
POZZETTI
262
2
524
RIFACIMENTO
PAVIMENTAZIONE
18
32 m
576
MANO D'OPERA
26
216 h
5.616
10.478,40 €
TOTALE COSTI RETE TELERISCALDAMENTO
Importo totale lavori (Rete + Impianto):
C)
69.192,69 €
Costi variabili di gestione ed esercizio: Impianto di teleriscaldamento
Nella seguente tabella si riportano i dati utilizzati per il calcolo del gas consumato dalla
microturbina durante la stagione invernale:
PCI GAS naturale
Contratto manutenzione
Durata di funzionamento a carico nominale
Durata di funzionamento a carico parziale
9,5
0,015
3.500
400
kWh/mc
€/kWh
h
h
Considerando il regime tariffario e fiscale del teleriscaldamento come riportato nel paragrafo
precedente, sono stati calcolati i costi annui di gestione ed esercizio dell’impianto cogenerativo:
costo manutenzione microturbina
costo gas microturbina
costo gas caldaie di integrazione
costo elettricità da rete ENEL
1.485,00
13.559,60
7.941,61
22.440,00
TOTALE COSTI DI GESTIONE TELE RISCALDAMENTO
€/anno
€/anno
€/anno
€/anno
45.426,21 €/anno
41
D)
Ricavi cogenerazione
Come riportato nel paragrafo precedente tutta l’energia elettrica prodotta dalla microturbina viene
ceduta al gestore della rete elettrica locale (es. ENEL Distribuzione). Il soggetto gestore
dell’impianto, in qualità di cliente produttore, richiederà al gestore di rete la connessione
dell’impianto secondo la recente Delibera dell’AEEG 89/07.
Per il calcolo dei ricavi annui dovuti alla cessione dell’energia elettrica ceduta, si fa riferimento al
prezzo stabilito dall’AU (Acquirente Unico) variabile ogni mese.
Per lo studio in esame si è considerato un prezzo medio di cessione dell’energia elettrica pari a
0,09 €/kWh generato.
I ricavi totali annui, per funzionamento nel solo periodo di riscaldamento sono sintetizzati nella
seguente tabella:
Prezzo medio energia ceduta in rete
Totale Energia Elettrica generata (ceduta in rete)
TOTALI RICAVI COGENERAZIONE
0,09 €/kWh
99.000 KWh
8.910 €/anno
E) Costi fissi impianto tradizionale di riferimento (1 Caldaia R303 + 1 Caldaia R304)
Fornitura Caldaia a Condensazione
Tipo Rendamax R 303 000
Fornitura Caldaia a Condensazione
Tipo Rendamax R 304 000
Mano d’opera
7.500
€
8.700
2.000
€
€
18.200 €
TOTALE COSTI FISSI IMPIANTO TRADIZIONALE
F) Costi variabili impianto tradizionale
I costi di esercizio annui dell’impianto tradizionale di riferimento ( 1 Caldaia R303 + 1 Caldaia
R304) sono stati ricavati considerando che il diagramma di durata del carico termico di figura 4
venga compensato interamente dalle due caldaie a condensazione e che tutto il fabbisogno di
energia elettrica annua dei due edifici venga soddisfatto dalla rete elettrica.
costo energia elettrica consumata
costo gas caldaia esistente
22.440,00 €/anno
23.377,09 €/anno
TOTALE COSTI VARIABILI IMPIANTO TRADIZIONALE
45.817,09 €/anno
42
G) Flussi di cassa annui e tempo di ritorno dell’investimento
Il flusso di cassa annuo è calcolato come somma dei ricavi annui e dei costi variabili dell’impianto
tradizionale (considerato un guadagno visto che non verranno più sostenuto), meno i costi variabili
dell’impianto di teleriscaldamento.
Flussi di cassa (D+F- C)
9.300,89 €/anno
Calcolo Payback investimento per teleriscaldamento edifici Via Lombardia 18 e
Via Rosmini 17:
Il calcolo del tempo di ritorno dell’investimento, fatto in forma semplice, è riferito al costo
incrementale che bisogna sostenere per l’installazione di una rete di teleriscaldamento tra l’edificio
Via Lombardia 18 e Via Rosmini 17 rispetto alla soluzione base prevista dall’intervento tipo 1:
Due caldaie a condensazione tipo Rendamax R303 e R304
Payback [G/(B-E)]
5,48 anni
Nella valutazione economica dell’investimento dell’impianto di cogenerazione rispetto ad un
impianto tradizionale non si è tenuto conto degli ulteriori guadagni dovuti all’ottenimento dei
certificati bianchi.
Inoltre nel computo dei costi per l’installazione dell’ impianto di cogenerazione non sono stati
considerati gli oneri per la connessione alla rete elettrica.
43
IV.1.6 Analisi economica relativa alla rete di tele riscaldamento per l’agglomerato edilizio
compreso tra Via Piemonte e Via Mongrando (Edificio “C”)
Utilizzando la piattaforma di simulazione del sistema edificio-impianto è stato possibile ricavare la
curva di durata del carico termico totale del complesso edilizio in oggetto a seguito di intervento
riqualificante “tipologia 1”; la curva di durata è stata utilizzata per il dimensionamento
dell’impianto di cogenerazione che abbia una tempo di funzionamento annuo sufficiente per
recuperare l’investimento iniziale nel minor tempo possibile.
Figura 6: curva di durata carico termico a seguito di interventi strutturali "tipo 1"
Come si evince dal diagramma di durata del carico termico di figura 5, le due microturbine
Capstone C60 lavorano per 1.750 ore/anno a potenza nominale e per 1.350 ore/anno in
parzializzazione fino al 50 % della sua potenza nominale. La restante area del diagramma , parte
del carico base e del carico di punta viene coperto dalle caldaia integrative R305 da 194 kWt
ciascuna.
44
IV.1.7 Calcolo investimento e tempo di ritorno: Impianto di tele riscaldamento edificio “C”
Lo scopo della seguente analisi economica è quella di valutare la fattibilità di un investimento
incrementale dovuto all’installazione di una rete di teleriscaldamento con cogeneratore e due
caldaie integrative rispetto alla soluzione base: 7 caldaie a condensazione tipo Rendamax (come
previsto dall’intervento tipologia 1)
Si riportano di seguito i costi e ricavi relativi al tele riscaldamento
A)
Costi Impianto di cogenerazione:
Macchinario
2 Turbina a gas Capstone C60
Totale Macchinario
120 k€
120,00 k€
Caldaia Integrazione
2 R305 KKM8
Totale Caldaie integrazione
17,00 k€
17,00 k€
Pannellatura fonoassorbente
5,71 k€
Equipaggio
Opere Meccaniche
Materiali (cogenerazione)
Materiali (gas combustibile)
Materiali (aria + gas scarico)
Coibentazione
Totale Opere Meccaniche
8,00
4,57
5,71
2,29
29,71
k€
k€
k€
k€
k€
Quadro elettrico interfaccia
Impianto elettrico
Opere elettriche (montaggio, wiring,
ecc.)
Altro
Totale opere elettriche
10,29 k€
9,14 k€
Opere elettriche
6,86 k€
0,00 k€
26,29 k€
Opere civili
posa cemento
Opere civili (manodopera, ecc.)
Altro
Totale Opere civili
3,43 k€
4,57 k€
8,00 k€
progettazione
Totale Ingegneria e Start-up
1,14 k€
1,14 k€
Ingegneria e Start-up
TOTALE COSTI IMPIANTO
207. 857,14 €
45
B)
Costi opere civili rete di teleriscaldamento: complesso residenziale edificio “C”
DESCRIZIONE
PREZZO [€]
TUBAZIONE COIBENTATA DA 3"
30
POSA TUBAZIONE
11
VALVOLE INTERCETTAZIONE
108
RIDUZIONI
108
MANO D'OPERA
26
QUANTITA'
COSTO [€]
4.800
1.760
216
216
5.616
160
160
2
2
216
TOTALE COSTI RETE TELERISCALDAMENTO
12.608,00
Importo totale lavori (Rete + Impianto):
220.465,14 €
C)
€
Costi variabili di gestione ed esercizio impianto di cogenerazione
Nella seguente tabella si riportano i dati utilizzati per il calcolo del gas consumato dalla
microturbina durante la stagione invernale
PCI GAS naturale
Contratto manutenzione
Durata di funzionamento a carico nominale
Durata di funzionamento a carico parziale
9,5
0,01
1.750
1.350
kWh/mc
€/kWh
h
h
Considerando il regime tariffario e fiscale del teleriscaldamento come riportato nel paragrafo
precedente, sono stati calcolati i costi annui di gestione ed esercizio dell’impianto cogenerativo:
costo manutenzione microturbina
costo gas microturbina
costo gas caldaie di integrazione
costo elettricità da rete ENEL
TOTALE COSTI VARIABILI TELERISC.
4.837,50
46.044,82
8.457,85
59.670,00
€/anno
€/anno
€/anno
€/anno
119.010,17 €/anno
46
D)
Ricavi dalla cogenerazione
Come riportato nel paragrafo precedente tutta l’energia elettrica prodotta dalla microturbina viene
ceduta al gestore della rete elettrica locale (es. ENEL Distribuzione). Il soggetto gestore
dell’impianto, in qualità di cliente produttore, richiederà al gestore di rete la connessione
dell’impianto secondo la recente Delibera dell’AEEG 89/07.
Per il calcolo dei ricavi annui dovuti alla cessione dell’energia elettrica ceduta, si fa riferimento al
prezzo stabilito dall’AU (Acquirente Unico) variabile ogni mese.
Per lo studio in esame si è considerato un prezzo medio di cessione dell’energia elettrica pari a
0,09 €/kWh generato.
I ricavi totali annui, per funzionamento nel solo periodo di riscaldamento sono sintetizzati nella
seguente tabella:
Prezzo medio energia ceduta in rete
Totale Energia Elettrica generata (ceduta in rete)
TOTALI RICAVI COGENERAZIONE
0,09 €/kWh
322.500 KWh
29.025,00 €/anno
E) Costi fissi impianto tradizionale di riferimento (7 caldaia a condensazione tipo Randamax
come da intervento tipo 1 edificio “C”)
Fornitura Gruppo Caldaie tipo Redamax:
2 R304KKMB, 2 R3010000, 2 R3020000, 1
R302KKMB
Mano d’opera
TOTALE COSTI FISSI IMPIANTO TRADIZIONALE
48.000
€
7.280
€
55.280,00 €
F) Costi variabili impianto tradizionale
I costi di esercizio annui dell’impianto tradizionale di riferimento sono stati ricavati considerando
che il diagramma di durata del carico termico di Figura 4 venga compensato interamente dalle due
caldaie a condensazione e che tutto il fabbisogno di energia elettrica annua dei due edifici venga
soddisfatto dalla rete elettrica.
costo energia elettrica consumata
costo gas caldaia esistente
TOTALE COSTI VARIABILI IMPIANTO TRADIZ.
59.670,00 €/anno
60.555,99 €/anno
120.225,99 €/anno
47
G) Flussi di cassa annui e tempo di ritorno dell’investimento
Il flusso di cassa annuo è calcolato come somma dei ricavi annui e dei costi variabili dell’impianto
tradizionale (considerato un guadagno visto che non verrà più sostenuto), meno i costi variabili
dell’impianto di teleriscaldamento.
Flussi di cassa (D+F- C)
30.240,83 €/anno
F) Calcolo Payback investimento per teliscaldamento complesso edifici “C”
Il calcolo del tempo di ritorno dell’investimento, fatto in forma semplice, è riferito al costo
incrementale che bisogna sostenere per l’installazione di una rete di teleriscaldamento rispetto alla
soluzione base delle 7 caldaie a condensazione previste dall’intervento tipo 1 per l’edificio “C”
Payback [G/(B-E)]
5,05 anni
Nella valutazione economica dell’investimento dell’impianto di cogenerazione rispetto ad un
impianto tradizionale non si è tenuto conto degli ulteriori guadagni dovuti all’ottenimento dei
certificati bianchi.
Inoltre nel computo dei costi per l’installazione dell’ impianto di cogenerazione non sono stati
considerati gli oneri per la connessione alla rete elettrica ed eventuali spese impiantistiche dovute ad
una eventuale connessione dell’impianto alla rete di MT del gestore di rete.
IV.1.8 Considerazioni finali relative all’ impianto di cogenerazione per il teleriscaldamento
del complesso residenziale in oggetto
I risultati sopra esposti si riferiscono ad una ipotesi di utilizzo tradizionale della turbina (turbina
sempre in moto). In realtà esistono sistemi di supervisione e controllo, tipicamente quelli sviluppati
dalle ESCO (Energy Service Companies) come Heat & Power, che ottimizzano il funzionamento
delle turbina nei momenti dove la domanda termica è inferiore a quella massima. La logica di questi
sistemi si basa sul confronto fra le condizioni di funzionamento dell'impianto e le fasce orarie
elettriche, gestite in tempo reale. Utilizzando i dati di costo dell'energia elettrica nelle singole fasce
ed il costo del gas, il sistema decide di volta in volta se utilizzare la turbina anche come semplice
microgeneratore oppure se modularne il funzionamento.
La redditività dell'applicazione dipende dalla variazione dei prezzi dell'energia termica ed elettrica;
in particolare, l'aumento del prezzo dell'energia elettrica farà ulteriormente aumentare la redditività
della microcogenerazione.
48
IV.2 Impianto Fotovoltaico
IV.2.1 Incentivi nazionali
Il DM del 19 Febbraio 2007 ha dato il via alla nuova disciplina per l'accesso alle tariffe incentivanti
per chi produce energia attraverso impianti fotovoltaici, e le fissa da un minimo di 36 ad un
massimo di 49 centesimi di euro per kWh prodotto, innalzandole rispetto alla normativa previdente.
L' incentivo non va a sostenere i costi per la realizzazione dell' impianto, ma soprattutto premia la
produzione di energia fotovoltaica. Infatti il produttore di energia elettrica potrà vendere alle società
elettriche quanto prodotto a costi molto superiori rispetto ai prezzi di acquisto attuali. Possono
beneficiare degli incentivi sia le persone fisiche che giuridiche (comuni, enti locali ecc.)
E' previsto inoltre un ulteriore aumento dell’incentivo, anche fino al 30%, per impianti che
alimentano utenze di edifici sui quali siano stati effettuati interventi di risparmio energetico
adeguatamente certificati.
IV.2.2 Superficie disponibile e potenza di picco campo fotovoltaico
Considerando i sopraccitati incentivi e gli interventi proposti nei paragrafi precedenti viene riportata
di seguito una analisi energetica ed economica relativa alla possibile installazione di un generatore
fotovoltaico sulla copertura inclinata dell’edificio di Via Lombardia 18, indicato nei paragrafi
precedenti come Edificio “A”.
L’edificio presenta una copertura a doppia falda inclinata a 30° in direzione Nord-Ovest e Sud-Est,
avente ognuna una superficie di circa 250 m2.
Considerando che, a causa dello scarso irraggiamento annuo, la falda orientata a Nord-Ovest non è
utilizzabile per l’installazione del campo fotovoltaico, la totale superficie disponibile per la posa dei
moduli è 250 m2.
In relazione alla superficie disponibile si prevede di installare una potenza di picco di 20 kWp per
una superficie complessivamente occupata di 156 m2.
La scelta di installare una potenza massima di 20 kWp, scaturisce anche dalla possibilità per i
condomini di usufruire del contratto di scambio sul posto con l’Ente Distributore locale (es. Enel
Distribuzione) e quindi la possibilità di gestire la rete elettrica come un accumulo, dove immettere
l’energia elettrica prodotta e non consumata durante il giorno e da dove ritirarla durante le ore serali
di maggior carico. La Delibera 28/06 dell’AEEG limita a 20 kWp la potenza nominale per accedere
al “servizio di scambio sul posto”.
49
IV.2.3 Analisi di producibilità dell’ impianto Fotovoltaico
Di seguito si riporta l’analisi della producibilità annua dell’impianto di 20kWp installato su una
delle due falde dell’edificio di Via Lombardia 18.
Il totale consumo elettrico annuo per i 20 alloggi dell’edificio in oggetto è stato ricavato
considerando i risultati di un recente studio condotto per il ministero dell’Ambiente dal Politecnico
di Milano intitolato MICENE (Misure dei consumi di Energia Elettrica in 110 abitazioni Italiane).
Dall’analisi dei consumi elettrici per la Regione Piemonte, si è considerato un consumo medio per
appartamento di 3000 kWh anno, per un consumo totale dell’edificio di 60000 kWh anno.
Bisogna considerare che secondo la normativa attuale l’utilizzo dell’energia generata è limitata al
solo utilizzo condominiale; da giugno del 2007 con la piena liberalizzazione del mercato
dell’energia sarà possibile distribuire l’energia prodotta dal campo fotovoltaico anche al singolo
condomino.
Potenza nominale installata (W)
20000
Insolazione media annua (Sud 30°)
1343.0
KWh / m2 anno
Consumo annuo stimato dell’edificio
60000
KWh / anno
Tecnologia fotovoltaica
policristallino
Come si evince dalla precedente tabella, l’installazione del generatore fotovoltaico da 20 kWp
produce statisticamente ogni anno circa 21300 kWh, consentendo agli utenti un risparmio annuo di
energia elettrica prelevata da rete del 35,5%.
50
IV.2.4 Analisi economica impianto fotovoltaico
Nelle tabelle seguenti è riportata l’analisi dei costi relativi all’installazione del generatore
fotovoltaico da 20 kWp su tetto a falda dell’edificio “A” (figura 1). Per i diversi componenti sono
stati considerati gli attuali costi medi di mercato, mentre è stato considerato un costo medio del
kWh elettrico acquistato dalla rete di 17 centesimi di euro e un valore dell’incentivo di 42 c€/kWh
(secondo il DM 19 Febbraio 2007).
Costo campo fotovoltaico
Costo a Watt (€)
€
3,40
Costo singolo Modulo
€
595,00
CostoTotale campo FV
€
66.640,00
costo struttura
€
5.331,20
costo inverter
€
6.500,00
materiale elettrico per cablaggio
€
6.664,00
Sommano
€
85.135,20
spese di progettazione (5%)
€
4.256,76
Totale campo fotovoltaico
€
89.391,96
iva
€
17.878,39
Totale costo utente
€
107,270.35
Conto economico
Costo impianto
107.270,35 €
Ricavo da vendita
incentivo
produzione annua media
Totale ricavo da vendita annua
0,42 €/kWh
21.304,62 kwh
8.947,94 €/anno
Ricavo da autoconsumo
Costo medio energia consumata
Totale ricavo da energia non
prelevata
Totale guadagno annuo
0.17 €
3.621,79 €
12.569,73 €
Paybak Investimento non attualizzato
reupero investimento iniziale
8.53 anni
tasso di redditività annuo
11.72 % annuo
durata incentivi
20.00 anni
Totale guadagno in 20 anni
144.124,21 €
51
Secondo l’analisi economica, riportata nella precedente tabella, l’investimento iniziale viene
recuperato (grazie agli incentivi in conto energia) in un periodo di circa 8,5 anni, con un guadagno
complessivo in 20 anni (durata degli incentivi) di circa 114.125 € (valore non attualizzato).
Considerando equamente suddiviso il guadagno tra i 20 appartamenti che costituiscono il
condominio, ognuno di essi percepirà ogni anno un ricavo di circa 630 €.
Si riporta di seguito l’andamento del flusso di cassa considerando un indice di attualizzazione del
2,5%:
Considerando un tasso di attualizzazione del 2,5% l’investimento iniziale viene recuperato in 11
anni con un guadagno complessivo effettivo di 89.000 €.
52
IV.3 Impianto a Biomassa
IV.3.1 Impianto di teleriscaldamento a Biomassa
Una soluzione tecnologicamente alternativa alla sostituzione delle attuali caldaia a gasolio con
caldaie a condensazione (come previsto dall’intervento tipo 1 e 2), sarebbe l’installazione di una
rete di teleriscaldamento alimentata da un impianto centralizzato con caldaia a Biomassa alimentata
con cippato (scarti di potatura agricola); soluzione valida visto anche le ridotte distanze che
separano l’intero complesso edilizio.
Di seguito si riporta una valutazione tecnico economica di prefattibilità dell’impianto di
teleriscaldamento, considerando il totale fabbisogno energetico dell’agglomerato edilizio a seguito
di intervento riqulificante “tipo 1”, così come esaminato nei paragrafi precedenti.
Considerando l’elevata riduzione di carico termico e del fabbisogno energetico annuo a seguito
dell’intervento di tipo 1, si stima una sufficiente potenza nominale della caldaia a Biomassa pari a
500 kWt, con un consumo di circa 361 Tonn/anno di Cippato. (considerando un P.C.I. medio del
cippato di 2,5 kWh/kg)
IMPIANTO DI TELE RISCALDAMENTO A BIOMASSA (per l'intero agglomerato edilizio ATC Biella)
IMPIANTO A BIOMASSA
potenza caldaia a Biomassa
costo impianto e installazione
costo tubazione per distribuzione calore
Totale
500.00
225.000.00
22.500.00
247.500.00
kWt
€
€
€
Fabbisogno annuo e Costi variabili
fabbisogno termico annuo agglomerato Edilizio (con interventi tipo1)
fabbisogno di biomassa annuo (cippato)
costo biomassa anno
798.000.00 kWh/anno
361.09 Ton/anno
18.054.30 €/anno
Attuali costi con caldaia a Gas
costo gas caldaia a condensazione (con interventi tipo1)
63.954.06 €/anno
Ricavi
45.899.77 €/anno
Payback
5.39 anni
Considerando il costo medio di acquisto del cippato di 50 €/t, e un ricavo annuo sul gas non
consumato di circa 45.900 €/anno, si ottiene un recupero dell’investimento iniziale in meno di 6
anni, con un notevole vantaggio anche ai fini ambientali relativamente alla CO2 non immessa in
atmosfera.
53