L'indipendenza energetica

Faremo ora in questo articolo una serie di considerazioni ed analisi per vedere come raggiungere l’obbiettivo dell’indipendenza energetica sulla propria abitazione. Questa analisi è necessaria per valutare le molteplici variabili che troveremo sulla strada per raggiungere il nostro obiettivo e questo ci permetterà di scegliere il giusto mix di prodotti che troveremo oggi sul mercato.

Quando si parla di energia e costi energetici sulla propria casa, le voci sono sempre due, la bolletta elettrica e la bolletta del Gas. Ora lo scopo di questo articolo è quello di consigliare le giuste tecnologie e le giuste proporzioni, perché i problemi di fondo alla fine sono sempre gli stessi a prescindere dalle varie variabili di taglia, classe energetica , zona climatica, ecc.

Un esempio pratico

Iniziamo subito con un esempio, una famiglia di 4 persone che vive in una casa di 150 mt./2 , classe energetica E ( casa di 20 anni fa) con un costo annuo di bolletta elettrica di 1.100 euro ed una bolletta di metano di 1.800 euro , totale spesa energetica annua 2.900 euro.

Questa famiglia, analizzando le bollette, consuma 4.000 Kw /anno di energia elettrica e consuma 1.800 mt/3 di metano ogni anno per riscaldarsi, cucinare e produrre acqua sanitaria.

Prima considerazione! Il metano non lo possiamo produrre in proprio, ma l’energia elettrica si , quindi per prima cosa trasformare tutto quello che và a Gas in elettrico. La caldaia a metano la sostituiremo con una pompa di calore idronica combinata ad un impianto solare termico.
Non mi voglio soffermare in questa fase su quale tipo di pompa di calore sceglieremo, perché ci sono varie possibilità di scelta, ma per questa nostra analisi al momento la sorvoliamo.
Poi cambieremo il piano di cottura a gas con un piano di cottura ad induzione magnetica.

In questo modo ci distacchiamo dal metano, ma portiamo i consumi elettrici da 4.000 a 8.000 Kw.h /anno circa. Facendo questa operazione, senza produrre ancora energia, in proprio abbiamo già dimezzato i costi di riscaldamento perché abbiamo adottato una pompa di calore con solare termico al posto della caldaia a metano, ma questo argomento lo approfondiremo in un secondo tempo.

In teoria, se ci dotiamo di un impianto fotovoltaico che produca 8.000 kw/anno, abbiamo già raggiunto l’indipendenza energetica, ma purtroppo non è così. Un impianto fotovoltaico di 6 Kw mediamente produce 8.000 Kw/anno di energia elettrica, ma la produce in maniera discontinua: segue la luce solare, di giorno produce la notte no, nella stagione invernale produce un terzo di quello che produce in estate , quindi ci saranno una serie di variabili che renderanno incostante la produzione.

Ora la tecnologia ci viene incontro con i sistemi di accumulo, e possiamo risolvere il problema della discontinuità giornaliera, ma non possiamo risolvere il problema della variabilità di produzione stagionale.
Nella nostra abitazione avremo anche una discontinuità dei consumi elettrici sia giornalieri che stagionali e generalmente i maggiori consumi coincideranno sempre con la minore produzione di energia elettrica da parte del nostro impianto fotovoltaico.

indipendenza energetica energia di radiazione

Dal grafico sopra vediamo l’andamento dell’irraggiamento solare nel nostro paese e notiamo che nel mese di dicembre abbiamo meno della metà dell’irraggiamento solare del mese di giugno.

Nel grafico di produzione, sotto questa differenza si accentua ulteriormente, quindi nel dimensionamento dell’impianto fotovoltaico occorre tener conto di questo fattore.



Nel grafico sopra abbiamo sommato in rosso l’andamento dei consumi di una casa ed in blu l’andamento della produzione dell’impianto fotovoltaico. Come possiamo notare 7 mesi all’anno abbiamo energia a sufficienza ma nei rimanenti 5 mesi l’energia è insufficiente a raggiungere l’indipendenza energetica.

Ora per essere indipendenti energeticamente tutto l’anno dobbiamo far combaciare i dati di produzione minima con i dati di consumo massimo , quindi basta analizzare i dati dei consumi elettrici del mese di dicembre e prenderli come riferimento per il dimensionamento del nostro impianto fotovoltaico. Questa analisi va fatta sommando i consumi storici degli anni precedenti con i consumi dei nuovi componenti elettrici che andremo ad installare che sono la pompa di calore ed il piano di cottura ad induzione magnetica.

Quindi avremo dei dati conosciuti ed altri sconosciuti. I dati sconosciuti li possiamo comunque simulare sommando l’assorbimento elettrico dei vari componenti per il nr. di ore che saranno in esercizio. Vediamo:

Piano di cottura: ass. elettrico 2,5 Kw. Ore di funzionamento al giorno 1,5 totale 3,75 Kw/giorno. Pompa di Calore da 11 Kw termici: avrà un consumo medio orario di 2,0 kw per 8 ore ci daranno un consumo di 16 Kw /giorno che sommati al consumo del piano di cottura porteranno il consumo giornaliero a 19,75 kw, altri 10 Kw li consumeremo con le altre utenze domestiche quindi avremo un consumo totale giornaliero di 29,75 Kw che fanno 922,25 Kw mese, e questo sarà il consumo massimo dell’anno, nel mese di Dicembre.

Per avere una produzione di 922 Kw nel mese di dicembre dovremo avere un impianto fotovoltaico di 12 Kw con relativo sistema di accumulo.

Come vediamo il dimensionamento di tutto gira intorno alla potenza della pompa di Calore, più la pompa di calore è piccola più sarà piccolo tutto il resto quindi costerà meno l’acquisto.
Allora sarà molto importante progettare l’impianto termico della casa dotarlo di valvole a zona, Tymer, termostati ambiente d isolare termicamente la casa al meglio. In questo modo avremo bisogno di una pompa di calore di dimensioni più piccole che consumerà meno energia e ci farà ridimensionare al ribasso sia l’impianto fotovoltaico che il sistema di accumulo risparmiando su tutto.

case in classe A

Questa ipotesi che abbiamo illustrato è una casa a costo zero a tutti gli effetti, in quanto avremo raggiunto l’indipendenza energetica dato che non acquisteremo più energia dalla rete e saremo autonomi, anzi in molti mesi produrremo di più di quanto consumeremo.

Ora possiamo scegliere due strade:

  1. Se avremo fatto una casa ad isola quindi saremo di fatto disconnessi sia dalla rete gas, che dalla rete elettrica. Tutta l’energia prodotta e non consumata verrà di fatto sprecata e parliamo di circa 8.000 kw/anno la metà della produzione annua del nostro impianto fotovoltaico.
  2. Oppure possiamo scegliere un’altra strada non scollegarci dalla rete elettrica configurare l’impianto fotovoltaico con la formula scambio sul posto e vendere l’energia in eccesso alla rete che ci verrà poi pagata, procurandoci un reddito annuo aggiunto.

Ora potremmo lasciare le cose come stanno cioè l’impianto fotovoltaico da 12 Kw che ci renderà autonomi ed una rendita annua di vendita dell’energia prodotta in surplus. Oppure possiamo diminuire la potenza dell’impianto e bilanciarla in modo tale che il surplus monetario di vendita ci vada a coprire i costi di acquisto invernali di energia elettrica che in questo caso verrà a mancarci nei mesi più critici.

Il risultato finale sarà comunque il costo di esercizio Zero! Ma avremo speso di meno come costo di acquisto dell’impianto fotovoltaico e relativo sistema di accumulo.

Come vediamo il progetto è molto malleabile e potrei andare avanti con altre variabili, sempre orientate al risparmio sull’acquisto delle tecnologie di cui stiamo parlando, ma mi fermo qui altrimenti vi annoio

…. ah!.. non vi annoio ?.. allora vado avanti.

Quanto ci costa?

Per prendere una decisione a tavolino su cosa fare è molto importante parlare un po’ di costi e benefici altrimenti parliamo di aria fritta!

Quindi ora proseguiremo con una serie di esempi dove si parleranno di costi da sostenere per realizzare la Casa a Costo Zero!

Continueremo con l’esempio della casa di 20 anni di 150 mt/2 in classe energetica E con una famigli di 4 persone dotata di termosifoni in alluminio con i consumi elettrici simulati sopra , quindi un “Retrofit” di una situazione esistente.

Facciamo ora una simulazione atta a raggiungere il distacco delle utenze , quindi ad isola a tutti gli effetti.

Cosa dobbiamo acquistare?

  1. Impianto fotovoltaico di 12 Kw: € 26.400
  2. Sistema di accumulo di 12 kw: € 21.000
  3. Pompa di calore ad alta temperatura da 12 Kw termici dotata di accumulo per acqua sanitaria di 500 lt. e 2 pannelli solare termico: € 22.000
  4. Piano cottura ad induzione magnetica 4 fuochi: € 600
  5. TOTALE: € 70.000

Questi prezzi si intendono montati ivati con l’IVA al 10% sul fotovoltaico ed accumulo e sono prezzi netti di mercato, quindi realistici. Come vedete un sacco di soldi.

Entro dicembre 2015 avremo diritto alle seguenti detrazioni fiscali:
  1. Sul fotovoltaico e l’accumulo elettrico avremo il 50% quindi: € 21.545
  2. Sulla pompa di calore e solare termico avremo il 65% di detrazione fiscale: € 11.721
  3. Totale detrazione fiscale (da recuperare in 10 anni): € 33.266
  4. Totale spesa considerando la detrazione: € 36.734
  5. Risparmio acquisto energia in 10 anni considerando gli aumenti: € 36.450

Tempo di rientro investimento 10 anni, ma avremo sprecato 80.000 kw in 10 anni che se venduti con la formula scambio sul posto ci avrebbe reso 8.000 € portando il tempo di rientro in meno di 8 anni quindi conviene sempre lo scambio sul posto e non ad isola.

Facciamo ora un’ipotesi con un impianto fotovoltaico di 9 Kw e relativo sistema di accumulo con la formula scambio sul posto.

Come vediamo in questa seconda soluzione spendiamo meno sull’acquisto iniziale e rientriamo prima dell’investimento.

Considerazioni finali

Come vediamo con questi esempi sopra esposti l’indipendenza energetica si riesce a raggiungere, ma oltre a dover sostenere una spesa abbastanza impegnativa occorre avere anche lo spazio dove collocare tutta quella tecnologia.

Sul tetto dovremmo avere 84 mt/2 di superfice priva di ombre ed esposta a sud solo per il fotovoltaico ed atri 4 mt/2 per il solare termico totale 88 mt/2. La pompa di calore oltre ad avere un’unità esterna, che generalmente il posto si trova, ha altre due unità interne abbastanza ingombranti che occuperanno una superficie di 3 mt/2 circa , quindi si dovrà dedicare uno spazio anche a queste unità e generalmente dovranno essere collocate dove prima si trovava la caldaia a metano o nelle immediate vicinanze.

Quindi se abbiamo tutti i requisiti giusti possiamo realizzare l’impianto, ma nessuno ci vieta di ridimensionare il tutto, sia per motivi economici che di spazio, perché anche dimezzare i costi energetici non è male e questo comporterà un ridimensionamento sia degli ingombri che dei costi di acquisto.

Spero che con queste nostre informazioni, frutto della nostra esperienza , acquisita sul campo realizzando di fatto quanto descritto sopra , siano di aiuto a tutti coloro che vorrebbero realizzare l’indipendenza energetica .

Relatore
P.Ind. Stefano Pignotti

S.T.E. Pignotti vende e installa i propri prodotti in tutte le provincie della regione Marche: Ancona, Ascoli Piceno, Fermo, Macerata e Pesaro.
L'azienda ha sede a Civitanova Marche (MC) ed è specializzata nel settore della climatizzazione, pompe di calore ed energie rinnovabili.