Le abitazioni a zero emissioni iniziano a essere relativamente diffuse anche in Italia. Molti sono edifici con un’alta coibentazione e dotati di impianti solari termici e a biomassa. Alcune esperienze puntano invece tutto sul fotovoltaico; altri ancora scelgono soluzioni che utilizzano più impianti integrati tra loro. Ora il nuovo obiettivo non è più dimostrare la fattibilità tecnica o economica, ma trovare le soluzioni più efficienti, cioè quelle che comportano un minor rapporto costo-risparmio, e di maggiore durata nel tempo. Le esperienze più diffuse sono quelle che utilizzano sistemi con due o più tecnologie in modo integrato.
Le due opzioni considerate:
- Sistema integrato solare termico/biomasse per il riscaldamento degli ambienti e la produzione di acqua calda sanitaria (ACS), con un impianto fotovoltaico per la copertura dei fabbisogni elettrici;
- Sistema totalmente elettrico con utilizzo delle pompe di calore per il riscaldamento degli ambienti e la produzione di ACS.
Entrambi i sistemi hanno i loro vantaggi e i loro limiti. I sistemi che utilizzano impianti fotovoltaici hanno avuto un’enorme diffusione grazie agli incentivi del Conto Energia. Anche le soluzioni che privilegiano l’isolamento termico e un’attenta progettazione complessiva sono abbastanza diffuse, anche per l’impegno di realtà come CasaClima.
Analizziamo il risultato di una sperimentazione effettuata durante il progetto di ricerca SolarCIP (Criticità Installazione e Progettazione degli impianti solari) e portata avanti dall’EcoIstituto RESEDA onlus. Si tratta principalmente di un confronto tecnico-economico ottenuto monitorando le due tipologie di sistemi elencati, per una durata di circa 5 anni di funzionamento.
L’utenza tipo che è stata presa in considerazione è quella di una casa bifamiliare di circa 70 mq di superficie riscaldata; l’edilizia è degli anni ’70 e ’80, senza una buona coibentazione. La scelta è stata fatta perché è ancora oggi una delle situazioni più diffuse in Italia.
Sono stati analizzati 8 sistemi realizzati da aziende diverse e anche con componenti diversi. Quattro sistemi erano elettrici e quattro integrati, di cui uno per sistema, utilizzati come best-practice di riferimento.
Le loro particolarità tecniche variano intorno alle seguenti caratteristiche medie:
- Caldaia a pellet o a legna da 20 kW, impianto termico solare combi con una superficie captante di 6 kWp (circa 8 mq) e un serbatoio a stratificazione da 1.000 litri e un impianto fotovoltaico di 2 o 3 kWp;
- Pompa di calore da circa 20 kW e un impianto fotovoltaico di circa 6 kWp, con un serbatoio da 2.000 litri.
Entrambi i sistemi riescono a garantire la copertura dell’intero fabbisogno di energia termica ed elettrica, ma il costo iniziale dei due sistemi è diverso: in generale è più costoso il sistema completamente elettrico anche se non richiede l’acquisto di combustibili.
Per quanto riguarda la manutenzione ordinaria, inizialmente è stata più gravosa quella dei sistemi biomasse/solare, in quanto era necessario fare almeno tre pulizie l’anno della caldaia a pellet (con caldaie di minori prestazioni la pulizia sale addirittura di una volta ogni settimana).
I sistemi completamente elettrici hanno avuto qualche problema durante i picchi di freddo invernale e un brusco calo di efficienza intorno al 4° anno. Il COP annuale reale del sistema a pompa di calore è rimasto con difficoltà sopra 3 durante i cinque anni di analisi. In uno dei casi i consumi elettrici sono stati molto superiori a quanto preventivato a causa di un errato abbinamento tra pompa di calore e sistema di distribuzione del calore.
Le conclusioni sono in linea con quanto ci aspettavamo: entrambi i sistemi devono essere progettati adeguatamente e adattati alle caratteristiche dell’edificio dove sono applicati: zona geografica, tipo di sistema di riscaldamento, qualità della coibentazione. Soprattutto per i sistemi a pompa di calore si deve fare attenzione al giusto abbinamento con il sistema di riscaldamento; in questi casi solitamente gli errori sono piuttosto onerosi.
Nel sistema integrato, su circa 15 MWh l’anno di consumi energetici e con la configurazione descritta, si coprono circa 5 MWh con l’impianto termico solare, 3 MWh con l’impianto fotovoltaico e il resto con il pellet. Il costo annuale del pellet è stimato intorno ai 900 €; se fosse stato utilizzato metano il costo sarebbe stato di circa 1.800 €; con il GPL si sale fino a 2.300 €.
Nel sistema elettrico, 5 MWh generati dall’impianto fotovoltaico sono stati assorbiti dalla pompa di calore con un COP = 3. Il conguaglio delle fatture non è sempre stato piacevole con picchi anche di duemila euro poi compensati a fine anno; questo a causa del sistema di rimborsi che non è esattamente contestuale. Il costo di investimento iniziale è stato sicuramente maggiore rispetto al caso integrato. Ricordiamo che nel “caso elettrico” è necessario un serbatoio per la produzione di acqua calda sanitaria che abbia uno scambiatore di superficie adeguato in modo da non penalizzare troppo il coefficiente di prestazione della pompa di calore.
L’obiettivo della ricerca non è certo trovare quale delle due strategie sia la migliore, perché ogni caso è a se stante e risponde all’utenza: un sistema può essere più adatto di un altro. La ricerca è servita invece per scoprire le criticità che si possono incontrare durante la progettazione e durante le messa in opera di questi sistemi. Ad esempio si è visto che un sistema che utilizza le pompe di calore è avvantaggiato se ha come ausilio un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria.
Questo articolo è un estratto dal nostro Speciale Tecnico "Soluzioni per una casa a basso consumo energetico".
