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Note sulla produzione di acqua calda sanitaria per via termosolare e
confronto con le fonti tradizionali F. Andreoli,
V. Romanello Luglio 2015
Premessa
Verrà simulata la produzione dell' impianto per
varie tipologie di inclinazione dei pannelli e varie latitudini di
installazione utilizzando i dati di irradiazione solare media del "Grande
progetto Solare Termodinamico Enea" riportato a questo link: http://www.solaritaly.enea.it/index.php Verrà utlizzato il calcolo della radiazione globale giornaliera media
mensile (rggmm), al suolo, su superficie inclinata
sulla media quinquenale fornita dal sito con modello " ENEA-SOLTER "
adottando le stesse specifiche dell'impianto realmente esistente per le varie
tipologie di inclinazione e latitudine. Nello specifico: 1) Nord Italia, latitudine di Monza e Brianza ( impianto reale e
funzionante) – Lombardia; 2) Centro Italia, latitudine e longitudine della capitale Roma – Lazio; 3) Sud Italia, latitudine e longitudine di Catania - Sicilia. Nei calcoli si terrà conto nel costo degli
impianti: a) della loro installazione, manutenzione,
aspettativa di vita ed eventuali riparazioni, ove possibile facendo riferimento
a prezzi "full service" (tutto compreso) di mercato, tasse ed
obblighi di legge dove presenti; b) il rendimento della cifra calcolata al punto
sopra ipotizzando un rendimento del 3% fisso senza ricapitalizzazione degli
interessi per un tempo pari alla durata media della tipologia dell'impianto
considerato (mediamente 15 anni); c) il costo reale della fornitura energetica al
consumatore (bolletta elettricità, gas, ecc.) calcolando la resa energetica
della fonte in KWh e considerando i rendimenti dichiarati dalle schede tecniche
delle apparecchiature prese in esame (in caso di più apparecchiature si utilizzerà
un rendimento medio ponderato). Dove non sarà possibile utilizzare documentazione
di bollette energetiche (legna o pellet) si utilizzeranno dei prezzi medi di
mercato. Vista la molto probabile esiguità del costo
rispetto a quanto si sta valutando, e valutate le molteplici tipologie di
installazione non si considererà nello studio: a) il costo dell'acqua potabile; b) eventuali costi di addolcimento e trattamento
sanitario delle acque; c) costi energetici di movimentazione acqua (pompe e
similari); d) probabili rincari energetici successivi alla data
del presente lavoro. I risultati di seguito riportati hanno carattere
puramente informativo ed intendono fornire solo una grossolana analisi
comparata dei costi da varie fonti. Vogliamo rimarcare le innumerevoli variabili dovute alle tipologie di
impianto, installazione, costi ed utilizzo personale oltre alle differenti e
soggettive abitudini. In particolare il consumo di acqua calda sanitaria è fluttuante e
spesso incostante nel tempo. Pensate solo alla differenza di consumo a persona
tra un giovane ed un anziano, tra un single ed una famiglia magari con figli
piccoli, al farsi una doccia rispetto al bagno, a chi mangia spesso fuori o da
un parente e chi invece cucina a casa e lava quindi i piatti oppure all'ospitalità
fornita ad un amico o un parente per un certo tempo magari lungo, alla nascita
di uno o più figli in una famiglia: insomma le variabili sono tante e cosi
difficili da valutare nello specifico che si è scelto di utilizzare dati di
impianti commerciali e consumi medi a persona come nei link forniti sopra. Dati utilizzati Per calcolare i costi di produzione energetica,
verrà assunta una temperatura di acquedotto pari a 10°/15° gradi ed una
temperatura media di acqua calda sanitaria di 40°/45° gradi allo scopo di
utilizzare nei calcoli un salto termico ponderato di 30° gradi calcolando
l'energia necessaria per produrre un litro di acqua calda sanitaria (acs)
considerando ovviamente il rendimento dei vari impianti, compreso il solare
termodinamico. Dato che una caloria, pari a 4,1868 W·s o 0,001163
W·h, è necessaria per innalzare di un grado la temperatura di un grammo di
acqua (semplificando al massimo), per ottenere un salto termico di 30 gradi in
un litro di acqua è necessaria una energia pari a 34,89 W·h o 0,03489
kWh, valore che utilizzeremo nei successivi calcoli considerando i
rispettivi rendimenti degli impianti sotto analisi. Verrà considerato un utilizzo di acqua calda
sanitaria per una famiglia di 4 persone pari a 300 litri giornalieri, valore
omnicomprensivo riferito ad un alto confort di utilizzo. http://www.nucleosolare.com/soluzioni/riconversione-energetica/112.html http://www.rossatogroup.com/guide/pompe-di-calore/progettazione/110-come-calcolare-il-fabbisogno-di-acqua-calda-sanitaria.html
Si è voluta considerare l'installazione di
materiale di qualità certificato e con una garanzia superiore ai 2 anni di
legge. Le spese di installazione dell'impianto sono
considerate di circa 1.000 € ed il costo annuale di manutenzione,
controllo e riparazione full service nei 15 anni è indicato in 250 €
annui. Si utilizzeranno nel caso, questi costi per tutte
le altre latitudini ed inclinazione pannelli dell'impianto solare termico.
Impianto nello specifico cosi composto e fornito (figura 3),
escluso materiale di consumo.
 Caldaie a camera chiusa a gas
metano (figure 4 e 5) o gpl per la produzione di acqua calda sanitaria
istantanea. Si è volutamente preso in considerazione tipologie
di impianti di una certa qualità, sicurezza e garanzia oltre ad un elevato
confort nell'utilizzo.
Si è scelto di considerare un costo tra
installazione e scaldabagno di 1.000 €. Tale costo rappresenta semplicemente una cifra
media considerata accettabile, si può spendere meno ma si può spendere
sicuramente di più, le scelte di comfort, qualità e le tipologie di impianto
non sono in nessun modo valutabili, la cifra di 1.000 € appare adeguata anche
se sicuramente non assoluta. Sono state anche quantificate le spese di
manutenzione annuale, di controllo di fumi ed eventuali rotture nel corso della
aspettativa media di vita dell'impianto di 15 anni in 150 € annuali. Verrà anche utilizzato per i calcoli un rendimento
medio del 90% come da specifiche.
Anche in questo caso, vista la numerosa tipologia
e prezzi di apparecchiature, si è valutato un costo comprensivo di iva ed
installazione pari a 300 € non considerando volutamente i prezzi di
manutenzione e rottura data l'esiguità del costo dell'apparecchiatura
installata. La durata media anche per questa tipologia di
impianto è indicata in 15 anni e su questa stima si faranno i conti. Nel caso dell'elettrico, si utilizzerà un
rendimento del 95% considerato che in ogni caso, il rendimento di una
resistenza elettrica, pur se inferiore a 1 è sicuramente molto vicino a quel
valore.
Non siamo a conoscenza di impianti dedicati
esclusivamente alla produzione acqua calda sanitaria alimentati a pellet di
legna. Riteniamo però che la struttura non possa
discostarsi molto da una termostufa a pellet per il riscaldamento di adeguata
potenza. Utilizzeremo il prezzo medio di 3.000 € con
una manutenzione annuale comprese spese per riparazioni nei 15 anni di vita
media dell'impianto di 200 € annui. Si utilizzerà un rendimento del 85% visto le varie
qualità di pellet e varianti di impianto.
Anche in questo caso non siamo a conoscenza di
impianti dedicati esclusivamente alla produzione acqua calda sanitaria
alimentati a legna. La struttura comunque, come per il caso
precedente, non può discostarsi da una termostufa a legna per il riscaldamento di adeguata
potenza. Utilizzeremo il prezzo medio di 4.000 €, cifra
non indicativa in quanto al prezzo finale del corpo va aggiunto il costo del
rivestimento di carattere soggettivo e non quantificabile. I costi di manutenzione annuale comprese spese per
riparazioni nei 15 anni di vita media dell'impianto vengono qui valutati in 200
€ annui. Per questa tipologia di impianto utilizzeremo un
rendimento dell' 80%.
Costi per scaldare un litro di acqua per tipologia di fonte energetica. Kilowattora elettrico Il prezzo in bolletta per un utilizzo di una
famiglia di 4 persone con contatore maggiorato a 5 KWh si aggira sui 28/29
centesimi di euro per KWh, anche qui comprensivo di balzelli ed oneri vari
(figura 9). 0,29 [€/kWh] / [ (1 [kWh] / 0,03489 [kWh/l]) *
0.95 ] = 0,0107 €/l Un litro di acqua calda a 40/45 gradi se prodotto
con la corrente elettrica costa all'utente finale 0,0107 €.
Gas Metano In Italia, il prezzo medio in bolletta comprensivo di accise e balzelli
vari, è attualmente di circa un euro per metro cubo (figura10), il quale
può produrre bruciando al massimo una energia pari a 11 KWh. Il prezzo del KWh prodotto con il metano si può anche quantificare in 0,091
€ kWh1 [€/m3] / 11 [Kwh/m3]= 0,091 €/kWh 1 [€/m3]/ [ (11 [kWh/m3]/ 0,03489 [kWh/l]) x 0,9 ] = 0,0035 €/l. Fatti i dovuti calcoli e tenendo conto del rendimento, un litro di
acqua calda a 40/45 gradi se prodotto con il gas metano costa all'utente finale
0,0035 €. Pellet di legna Il costo di un sacco di pellet da 15 chili si
aggira sui 3-4 euro, dipende dalla quantità acquistata e dalla tipologia di
pellet (marca). L'energia estraibile dalla combustione di un
chilogrammo di pellet, secondo quanto dichiarato sui vari sacchi è di 5 KWh (figura
11). Il prezzo del KWh prodotto con il pellet si può
anche quantificare in 0,047 €. 3,5 [€/sacco] / (15 [kg/sacco] x 5 [kWh/kg]) = 0,047
€/kWh. 0,047 [€/kWh] / [ (1 [kWh] / 0,03489 [kWh/l]) *
0.85 ] = 0,00192 €/l. Un litro di acqua calda a 40/45 gradi se prodotto
con una termostufa a pellet potrebbe costare all'utente finale 0,0019 €. Legna da ardere Ci sono vari prezzi e tipologie di legna. Il prezzo del KWh prodotto con la legna si può valutare in 0,02 €. 10 [€/q] / ( 5 [kWh/kg] x 100 [kg]) = 0,020 €/kWh. 0.02 [€/kWh] / [ (1 [kWh]/0,03489 [kWh/l]) * 0,80 ] = 0,00087 €/l. Un litro di acqua calda a 40/45 gradi se prodotto con una termostufa a
legna potrebbe costare all'utente finale 0,0009 €. Esempio di bollette energetiche, nello specifico elettricità e gas
metano. Prezzo con contratto altro gestore per risparmiare un po'...
Scheda di pellet commerciale, prezzo 3,6€ per sacco da 15 chili acquisto in quantità superiore ai 100 sacchi.
Potere calorifico legna da ardere stagionata (massimo 20% umidità) http://www.progettofuoco.com/system/media/sezione_3/Grigolato.pdf Calcoliamo i costi dei vari impianti
iva, installazione e manutenzione comprensivi di interessi considerando una
durata media dello stesso di 15 anni. La cifra ottenuta ci servirà più
avanti per quantificare il costo di ogni litro di acqua calda prodotto a seconda
del tipo di impianto e del costo per KWh della fonte energetica utilizzata. Impianto solare RE-SUN P per quattro
persone con bollitore da 300 litri (figure 2 e 3) 4.250€ più iva al 10% = 4.650€ (costo materiale) 4.650€ più installazione 1.000€ = 5.650€
(spesa totale per installazione impianto) Ipotizzando una durata dell'impianto
pari a 15 anni, andremo ora ad aggiungere gli interessi in 15 anni, interessi
che sommeremo alla spesa installazione per quantificare il costo impianto nei
15 anni. 5.650€ in 15 anni al 3% fisso non
capitalizzato = 2.544€ (interessi in 15 anni); 5.650€ (capitale) + 2.544€ (interessi)
= 8194 € (spesa capitale ed interessi in 15 anni); Calcoliamo le spese di manutenzione e
riparazione che abbiamo quantificato in 250 € annui. 250 € x 15 anni = 3.750 € (spesa
manutenzione e riparazioni in 15 anni). Costo totale dell'impianto durante la
sua vita media operativa : 8.194 € + 3.750 € = 11.944 € (Costo
totale dell'impianto comprensivo di spese in 15 anni). Assumiamo dunque che per installare ed
utilizzare l'impianto in oggetto "RE-SUN P" per quattro
persone con bollitore da 300 litri si spendano in 15 anni: 11.944 €. Utilizzeremo la comoda cifra di 1.000
€ comprensiva di iva ed installazione, cifra media viste le molteplici
tipologie di caldaia ed installazione (esempio di figure 4 e 5). 1.000 € in 15 anni al 3% fisso non
capitalizzato = 450 € (interessi in 15 anni); 1.000 € (capitale) + 450 € (interessi)
= 1.450 € (spesa capitale ed interessi in 15 anni). Calcoliamo le spese di manutenzione e
riparazione che abbiamo quantificato in 150 € annui. 150 € x 15 anni = 2.250 € (spesa
manutenzione e riparazioni in 15 anni). Costo totale dell'impianto durante la
sua vita media operativa: 1.450 € + 2.250 € = 3.700 € (Costo
totale dell'impianto comprensivo di spese in 15 anni). Assumiamo dunque che per installare ed utilizzare l'impianto in oggetto, escluso costo energetico, si spendano in 15 anni: 3.700 €.
Impianto di produzione acqua calda di
termostufa alimentata eventualmente a pellet di legna (esempio
figure 7 ed 11). Come precedentemente valutato,
utilizzeremo il prezzo medio di 3.000 € con una manutenzione annuale
comprese spese per riparazioni nei 15 anni di vita dell'impianto di 200 €
annui (figura 7). 3.000 € in 15 anni al 3% fisso non
capitalizzato = 1.350 € (interessi in 15 anni); 3.000 € (capitale) + 1.350€
(interessi) = 4.350 € (spesa capitale ed interessi in 15 anni). Calcoliamo le spese di manutenzione e
riparazione che abbiamo quantificato in 200 € annui. 200 € x 15 anni = 3.000 € (
spesa manutenzione e riparazioni in 15 anni). Costo totale dell'impianto durante la
sua vita media operativa : 4.350 € + 3.000 € = 7.350 € (Costo
totale dell'impianto comprensivo di spese in 15 anni). Assumiamo dunque che per installare ed
utilizzare l'impianto in oggetto, escluso costo energetico, si spendano in 15
anni: 7.350 €. Impianto di produzione acqua calda di
termocamino alimentato esclusivamente a legna (esempio figura 8). Utilizzeremo il prezzo medio di 4.000 € e 200
€ annui di manutenzione e riparazione come precedentemente valutato. 4.000 € in 15 anni al 3% fisso non
capitalizzato = 1.801 € (interessi in 15 anni); 4.000 € (capitale) + 1.801 €
(interessi) = 5.801€ (spesa capitale ed interessi in 15 anni). Calcoliamo le spese di manutenzione e
riparazione che abbiamo quantificato in 200 € annui. 200 € x 15 anni = 3.000 € (spesa
manutenzione e riparazioni in 15 anni). Costo totale dell'impianto durante la
sua vita media operativa: 5.801 € + 3.000 € = 8.801 € (Costo
totale dell'impianto comprensivo di spese in 15 anni). Assumiamo dunque che per installare ed
utilizzare l'impianto in oggetto, escluso costo energetico, si spendano in 15
anni: 8.801 €. Impianto di caldaia ad accumulo
elettrico per integrazione/produzione di acqua calda sanitaria. (esempio
figura 6) Costo di 300 € non considerando
volutamente la manutenzione e rottura data l'esiguità del costo
apparecchiatura. 300 € in 15 anni al 3% fisso non
capitalizzato = 153 € (interessi in 15 anni) 300 € (capitale) + 153 € (interessi) =
453 € (spesa capitale ed interessi in 15 anni) Assumiamo dunque che per installare ed
utilizzare l'impianto in oggetto, escluso costo energetico, si spendano in 15
anni: 453 €. Calcolo costi impianto per ogni litro di acs in 15 anni
esclusi costi fonte energetica Tramite il foglio di calcolo allegato, abbiamo calcolato
che per la latitudine di Monza e Brianza utilizzando un inclinazione di 22° in
un anno l'impianto solare RE- SUN P produca in 15 anni circa 1.186.586 litri
di acqua calda sanitaria con un salto termico di 30 gradi. Dallo stesso foglio si legge che in 15 anni si debbano
necessariamente produrre per integrare le necessità familiari circa 521.299
litri di acqua calda. Si noti anche che il surplus in 15 anni (acs mesi estivi
non utilizzata) è di circa 214.198 litri. Passiamo ora a calcolare la spesa per
litro dell'impianto solare: 11.944 € / 1.186.586 litri = 0,01€ di
spesa impianto per ogni litro prodotto in 15 anni dall'impianto solare, a
questa cifra si dovrà sommare la spesa impianto per l'integrazione gas,
elettrico, pellet o legna a seconda della scelta oltre alla spesa energetica
per litro. Calcoliamo ora la spesa per litro a seconda dell'impianto
utilizzato per l'integrazione. 3.700 € / 521.299 litri = 0,0071 € di spesa impianto
per ogni litro integrato in 15 anni a gas. 7.350 € / 521.299 litri = 0,0141 € di spesa impianto
per ogni litro integrato in 15 anni a pellet. 8.801 € / 521.299 litri = 0,0169 € di spesa impianto
per ogni litro integrato in 15 anni a legna. 453 € / 521.299
litri = 0,0009 € di spesa impianto per ogni litro integrato in 15 anni
elettrico. Quantifichiamo il costo energetico secondo fonte per
integrazione acqua calda sanitaria. Metano 0,0035 x
521.299 litri = 1.824 € di spesa energetica per integrazione a
gas metano. Pellet 0,0019
x 521.299 litri = 990 € di spesa
energetica per integrazione a pellet. Legna 0,0009 x
521.299 litri = 470 € di spesa
energetica per integrazione a legna. Elettricità 0,0107 x
521.299 litri = 5.578 € di spesa energetica per integrazione
elettrica. Abbiamo ora tutti i costi per
quantificare il costo totale per litro a seconda delle varie tipologie di
impianto dove il costo del solare è fisso, variano invece i costi dell'integrazione
a seconda della tipologia di impianto e fonte energetica scelta, questo
ovviamente sempre per la latitudine di Monza e Brianza nel Nord Italia riferito
ad un inclinazione dei pannelli di 22°. Per le altre latitudini ed
inclinazioni il foglio di calcolo è allegato al presente documento. Impianto solare con integrazione a gas metano, spesa in 15
anni impianti totale. 11.944 € (solare) + 3.700 € (caldaia) + 1.824 € (gas
consumato) = 17.468 €
in 15 anni. Impianto solare con integrazione a pellet, spesa in 15 anni
impianti totale. 11.944 € (solare) + 7.350 € (termostufa) + 990 € (pellet
consumato) = 20.284 €
in 15 anni. Impianto solare con integrazione a legna, spesa in 15
anni impianti totale. 11.944 € (solare) + 8.801 € (termocamino) + 470 € (legna
consumata) = 21.215 €
in 15 anni. Impianto solare con integrazione elettrica, spesa in 15
anni impianti totale. 11.944 € (solare) + 453 € (scaldabagno) + 5.576 €(consumo
elettrico) = 17.973€
in 15 anni. Abbiamo detto nelle premesse che ad
una famiglia di 4 persone per un confort medio alto servono 300 litri di acqua
calda al giorno, possiamo quindi moltiplicare questa quantità di acs per i
giorni che ci sono in 15 anni (5.475 giorni) affinche si possa valutare il
costo per litro utilizzando le spese impianti ed energia integrazione totali
della pagina precedente perché è vero che il sole è gratis ma gli impianto no e
tutte le spese sopra riportate sono necessarie ad un utilizzo adeguato
dell'acqua calda sanitaria. Immaginatevi in una delle molte
settimana di pioggia in primavera o autunno, o magari in una delle settimane di
nebbia o neve invernali senza acqua... Costo per litro acs con solare ed integrazione gas metano. 17.568 € / (300
litri x 5.475 giorni) = 0,0107 € litro Costo per litro acs con solare ed integrazione a pellet di
legna. 20.284 € / (300
litri x 5.475 giorni) = 0,0123 € litro Costo per litro acs con solare ed integrazione a legna
stagionata. 21.215 € / (300
litri x 5.475 giorni) = 0,0129 € litro Costo per litro acs con solare ed integrazione elettrica. 17.973 € / (300
litri x 5.475 giorni) = 0,0109 € litro Proviamo ora a calcolare il costo
della nostra acqua calda se non avessimo in nessun modo installato un impianto
termico solare produzione acqua calda. Per prima cosa estrapoliamo i costi
per impianto dai dati fin qui riportati, escludendo la spesa totale fissa del
nostro impianto solare, sommandola poi al costo energetico per litro calcolato
sopra a seconda della fonte energetica utilizzata per scaldare l'acqua, per la
precisione 0,0035 € per il gas, 0,0019 per il pellet, 0,0009
per la legna ed infine 0,0107 per la produzione tramite elettricità,
moltiplicato per i litri consumati nei nostri 15 anni di vita impianto Spesa totale = costo impianto + (spesa energetica
moltiplicata i litri acs utilizzati negli anni) Partiamo impotizzando un totale utilizzo gas metano per
scaldare l'acqua in 15 anni. 3.700 € di impianto + ( 0,0035 di costo energetico per
litro x (300 litri x 5475 giorni) = 3.700 + (0,0035 x 1.642.500) = 3.700 + 5.749 = 9.450 € Il costo totale per litro sarebbe invece stato di. 9.450€ / 1.642.500 = 0,0057€ Se avessimo utilizzato esclusivamente una caldaia a gas metano per produrre l'acqua calda necessaria ai bisogni della famiglia di 4 persone per ottenere uno standard medio alto di confort, nei 15 anni calcolati avremmo speso, tra impianti e bollette 9.450 €. (Fig.13) 
Cosa avremmo speso se fossimo andati esclusivamente a
pellet di legna? 7.350€ + (0,0019 x 1.642.500) = 10.471 € (Fig.14) Il costo totale per litro sarebbe invece stato di. 10.471€ / 1.642.500 = 0,0064 €  Se fossimo andati esclusivamente a legna? 8.801€ + (0,0009 x 1.642.500) = 10.280 € (Fig.15) Il costo totale per litro sarebbe stato di. 10.280€ / 1.642.500 = 0,0062 €
Invece se avessimo usato esclusivamente elettricità? 453€ + (0,0107 x 1.642.500) = 18.028 € (Fig.16) Il costo totale per litro sarebbe stato di. 18.028€ / 1.642.500 = 0,0109 € 
Riassumiamo un pò di dati per la
latitudine di Monza e Brianza e un inclinazione di 22°. Invitiamo tutti a fare dei calcoli per
le altre latitudini ed inclinazione utilizzando il foglio dati. La sostanza non cambia perché anche se
è vero che si produce più acs (e se ne butta via di più come surplus) in ogni
caso serve un'integrazione e quindi, le spese impianto integrazione
semplicemente si ammortizzano su meno litri mentre le spese del solare lo fanno
su più litri. Gli ordini di grandezza trattati non
consentono grosse differenze di costo totale. Impianto solare con integrazione a gas metano spesa totale in 15 anni
17.468 €, per litro
acs prodotta 0,0107 €
per litro Impianto esclusivamente gas metano, senza spese sostenute
per impianto solare termico. spesa totale in 15 anni
9.450 €, per litro
acs prodotta 0,0057 € per
litro Impianto solare con integrazione a pellet di legna spesa totale in 15 anni
20.284 €, per litro
acs prodotta 0,0123 €
per litro Impianto esclusivamente pellet di legna, senza spese
sostenute per impianto solare termico. spesa totale in 15 anni
10.471 €, per litro
acs prodotta 0,0064 €
per litro Impianto solare con integrazione a legna spesa totale in 15 anni
21.215 €, per litro
acs prodotta 0,0129 €
per litro Impianto esclusivamente a legna, senza spese sostenute per
impianto solare termico. spesa totale in 15 anni
10.280 €, per litro
acs prodotta 0,0062 €
per litro Impianto solare con integrazione elettrica spesa totale in 15 anni
17.973 €, per litro
acs prodotta 0,0109 €
per litro Impianto esclusivamente elettrico, senza spese sostenute
per impianto solare termico. spesa totale in 15 anni
18.028 €, per litro
acs prodotta 0,0109 €
per litro Un bel colpo d'occhio vero? Una altra considerazione, se non
avessimo speso i soldi dell'impianto solare e li avessimo tenuti al 3% di
interesse fisso, nelle cifre impianto sopra esposte dovremmo considerare 11.944 € non spesi. Volendo fare i pignoli, si potrebbe
fare una operazione di fanta economia, si potrebbe togliere al costo per litro
senza impianto solare, se non il totale, almeno gli interessi guadagnati dal
non aver speso in 15 anni i nostri 5.650 € di impianto sommando a quella cifra
la spesa annuale di 250 euro in manutenzione e riparazione nei nostri 15 anni. Sarebbero 2.544 € di interessi più
3.750 € di manutenzioni e riparazioni non eseguite. Se volessimo togliere dal costo per
litro questi soldi (interessi su soldi non spesi e manutenzioni e riparazioni
risparmiate) quanto dovremmo togliere per ogni litro? 2.544 €
(maturazione interessi soldi solare
"non installato")+ 3.750 € (manutenzioni non eseguite) 2.544 + 3.750 = 6.294 € (cifra totale guadagnata e non spesa in 15 anni senza solare) Dovremmo ora dividere questa cifra per
i litri utilizzati in 15 anni, appunto 1.642.500 litri 6.294 € / 1.642.500 litri = 0,0038 € 0,0038 € sono i soldi al litro da
sottrarre al prezzo per litro per impianto senza solare...
Fig.18
– Litri annui di ACS integrata verso angolazione dei moduli solari In Fig. 18 infine sono riportati i
litri di ACS integrata per anno alle varie latitudini contro l'angolo di
inclinazione dei moduli solari: quello che si può osservare è che per questa
specifica tipologia di impianto l'inclinazione che minimizza i litri di acqua
integrata è pari a circa 44° (praticamente in tutta Italia), e che per una
inclinazione ottimale l'integrazione più conveniente è elettrica, ma questo può
non essere più vero con inclinazioni diverse (dettate da vincoli architettonici
ad esempio) a seconda delle latitudini (il limite di circa 25600 litri annui
per la convenienza elettrica su quella a metano è ricavata dalla Fig.17). Considerazioni Abbiamo considerato l'impianto nel nord Italia,
centro e sud utilizzando un impianto realmente esistente con inclinazione di
22° e funzionante calcolato per soddisfare, previa integrazione, i bisogni di
una famiglia di 4 persone. Interessante notare (Fig.17) il confronto
tra i costi di produzione, in relazione al numero di litri giornalieri a
persona prodotti, tra le due tipologie più utilizzate, appunto metano ed
elettricità. Vorremmo ora analizzare i costi che ci sarebbero
per una famiglia di due persone o per un single che volesse farsi installare un
impianto di produzione acs solare con integrazione. Le variabili sono decisamente troppe per poterle
valutare tutte, possiamo però calcolare i costi, almeno per ordini di
grandezza. Vista la grande diffusione del gas
metano, prenderemo in considerazione solo questa tipologia di impianto di
integrazione lasciando al lettore la possibilità di cimentarsi con altre fonti
energetiche. Ci rifacciamo all'impianto per una o
due persone, ricordando che in questo caso si utilizza un solo pannello da 2
metri quadrati invece che due (fig.2). L'impianto con bollitore da 200 litri, costerebbe
compreso iva, montaggio ed interessi al 3% per 15 anni 6.635 €, cifra a cui
bisognerebbe aggiungere il costo della manutenzione e riparazione in 15 anni,
(250 €/anno per 15 anni), ovvero 3.750 €. Per l'impianto di integrazione a gas metano anche
lui comprensivo di installazione, interessi e spese di manutenzione in 15 anni,
3.700 €. Solo di impianti, installazione manutenzione e
riparazione in 15 anni considereremo per una o due persone una cifra pari a
6.635 + 3.750 + 3700 = 14.085 €. Rispetto all'impianto per 4 persone, di impianto si spenderebbero in
meno poco più di 1.500€, cifra più che rispettabile. Centro Italia 43.386
litri di acqua calda con una spesa di metano pari a 152
€ Sud Italia 3.680
litri di acqua calda con una spesa di metano pari a 13 €
A puro scopo indicativo, pubblichiamo dei grafici
per l'anno 2014 tratti da questo link: http://archivio-meteo.distile.it/quanti-giorni-ha-piovuto-in-media/ Sempre da quella pagina, abbiamo rilevato i giorni di pioggia del 2014
e la media degli ultimi cinque anni per Monza, Roma e Catania (Fig.19-21): Monza 139 giorni di pioggia nel
2014 a fronte di una media annuale di 126,6 giorni. Roma 115 giorni di pioggia nel
2014 a fronte di una media annuale di 115,6 giorni. Catania 92 giorni di pioggia
nel 2014 a fronte di una media annuale di
92,4 giorni. Analizzando i dati, si ottengono risultati
interessanti ed anche purtroppo disarmanti. A Roma invece abbiamo una media mensile di 9
giorni con delle punte di 18 giorni di pioggia in un mese. A Catania, sempre nel 2014 va un pò meglio, la
media mensile è di 7,7 giorni ma anche li, i picchi si attestano sui 18 giorni
di pioggia in un mese. Come potete vedere, piove a tutte le latitudini e
spesso per più giorni, aggiungeteci le giornate nuvolose o la nebbia e la neve
dove questa si presenta. Ve la sentireste di stare senza acqua calda per
quattro o cinque giorni? E se i giorni diventassero sei o sette, magari anche
dodici, perché no? Ecco perché non si puo in nessun caso rinunciare
all'impianto di integrazione acqua calda, non importa se siete a Monza o Roma o
Catania, semplicemente a Catania utilizzeranno meno gas rispetto a Monza. Dall'analisi sin qui esposta, si evidenziano
alcune peculiarità della tecnologia solare termodinamica, sia di carattere
pratico che economico. Al di la del costo per litro, pur
indicativo e chiarificatore, quello che più di ogni altra cosa appare, sono i
limiti della tecnologia stessa, limiti di ordine fisico e pratico. Sempre estrapolando i dati a questo link: http://archivio-meteo.distile.it/quanti-giorni-ha-piovuto-in-media/ I 115 giorni di pioggia sui 365
dell'anno 2014 a Roma, con picchi di 22 giorni in un mese di pioggia, evidenziano
a pieno la necessità di possedere, e quindi installare e manutenzionare, un
impianto integrativo con tutte le problematiche e costi aggiuntivi al nostro
impianto solare a loro legate. Non stiamo valutando i giorni di
copertura nuvolosa, di nebbie e neve dove e quando presenti, giorni
caratterizzati da poca o nulla irradiazione solare e che quindi possono solo
peggiorare la situazione considerata. Non si capisce quindi la ragione
economica, ecologica e pratica di possedere un impianto solare termico in
aggiunta ad un impianto preesistente di produzione acqua calda sanitaria. Ricordo inoltre che i dati forniti sono sempre
indicativi e che sono dei dati "medi", questo vuol dire che in
inverno c'è deficienza di acqua calda solare mentre in estate spesso c'è un bel
surplus, acqua calda che semplicemente non riusciamo ad utilizzare, anzi, se
l'impianto non è fatto più che bene, questi litri di acqua calda in più danno
solo problemi. Quanti litri di surplus acs di derivazione solare non potremmo
utilizzare in 15 anni a seconda della latitudine sempre per un inclinazione di
22°? Nord Italia 184.842
litri di acqua calda sanitaria surplus in 15 anni non utilizzata Centro Italia 205.170
litri di acqua calda sanitaria surplus in 15 anni non utilizzata Sud Italia 232.370
litri di acqua calda sanitaria surplus in 15 anni non utilizzata Decisamente un bel pò di acqua calda di surplus. Si potrebbe pensare che, sovradimensionando l'impianto si possa evitare
la spesa dell'impianto di l'integrazione e relativi costi energetici... A tal scopo ci vengono in aiuto le tabelle riassuntive più
avanti esposte, nello specifico: Tabella 1 Spesa totale impianto suddiviso per tipologia e consumo
acqua integrazione (M B) Tabella 2 Spesa totale impianto suddiviso per tipologia e consumo
acqua integrazione (Roma) Tabella 3 Spesa totale impianto suddiviso per tipologia e consumo
acqua integrazione (CT) Tabella 4 Produzione acqua calda sanitaria per tipologia e latitudine
di posizionamento impianto comprensiva di integrazione e surplus. Tabella 5 Costo per litro e
metro cubo da derivazione solare ed impianto integrazione comprensivo di
energia e spese in 15 anni. Grazie a queste
tabelle il confronto appare facilitato ed immediatamente comprensibile. A puro scopo informativo, ricordiamo che il
costo di ogni pannello piano aggiuntivo da 2 metri quadrati si aggira sui 600 €
a cui vanno aggiunti i costi dell'accumulatore di acqua calda e di
impiantistica. Come si può vedere dalle specifiche dell'immagine
kit solare (Fig.22), la spesa,
comprensiva di installazione, iva, manutenzione e riparazioni impianti nei 15
anni per tipologia di impianto a seconda del tipo di sovradimensionamento
sarebbe pari a: Kit da 400 litri accumulo, spesa impianto solare
sovradimensionato: 12.205 € Data una produzione pari a 1.778.000 litri surplus compreso (Tab.4) ogni litro di acqua calda sanitaria
prodotta avrebbe un costo di 0,00686 €; Kit da 500 litri accumulo, spesa impianto solare
sovradimensionato: 13.880 € Data una produzione pari a 2.281.000 litri surplus compreso (Tab.4) ogni litro di acqua calda sanitaria
prodotta avrebbe un costo di 0,00608 €; Kit da 700 litri accumulo, spesa impianto solare
sovradimensionato: 16.671 € Data una produzione pari a 3.040.000 litri surplus compreso (Tab.4) ogni litro
di acqua calda sanitaria prodotta avrebbe un costo di 0,00548 €; Un single o una coppia di persone dovrebbero
quindi spendere più di sedicimila euro per provare ad evitare l'impianto di
integrazione di quasivoglia fonte energetica nei 15 anni che, ricordo sono
l'aspettativa di vita dell'impianto solare. Indicativamente ci sarebbe anche da considerare la
dispersione termica del serbatoio verso l'ambiente esterno (qualche KWh al
giorno), come si può ricavare dalle specifiche di alcuni bollitori nella figura
17, per non complicare ulteriormente le valutazioni
si è scelto di non tenerne conto considerando che la valutazione è volutamente
fatta per ordini di grandezza.
Tabella 2 - Spesa totale impianto comprensivo di integrazione e consumo
energetico suddiviso per tipologia di impianto e consumo acqua integrazione.
Tabella 3 - Spesa totale impianto comprensivo di integrazione e consumo
energetico suddiviso per tipologia di impianto e consumo acqua integrazione.
In giallo nelle tre tabelle superiori, la spesa
impianto solare comprensiva di iva, installazione, interessi nei 15 anni, spese
di manutenzione e riparazione per tipologia e grandezza di impianto solare (1/2
persone, 2/4 persone, 4/6 persone, 6/8 persone e 8/10 persone). In verde, la spesa impianto integrazione metano
comprensiva di iva, installazione, interessi nei 15 anni, spese di manutenzione
e riparazione. In rosa, la spesa energetica totale riferita al
gas metano utilizzato nei 15 anni per riscaldare i litri di acqua necessari
all'integrazione a seconda della tipologia di impianto e del consumo presunto
per persona. In ciano, il totale della spesa comprensivo di
impianto solare ed impianto di integrazione comprensivo di manutenzione e
riparazione sommato al consumo energetico necessario all'integrazione acqua
calda necessaria nei 15 anni. Tabella 4 - Produzione acqua calda sanitaria (acs)
per tipologia e latitudine di posizionamento impianto comprensiva del litri di
integrazione e surplus
Tabella 5 - Costo per litro e
metro cubo acs da derivazione solare ed impianto integrazione comprensivo di
energia e spese valutate nei 15 anni (impianto da 300 litri nord
Italia)
Il presente lavoro riporta una
disamina analitica dei prezzi domestici di produzione dell'acqua calda
sanitaria. In particolare si sono analizzati i costi di produzione di un dato quantitativo
di acqua calda per usi sanitari di una famiglia (nello studio il numero di
componenti è stato considerato un parametro, anche se il caso base ha
considerato una famiglia numerosa per motivi di economicità di scala) per via
solare termodinamica, con i dovuti costi di integrazione con le diverse fonti
possibili: elettrica, a gas metano, a pellet ed a legna. Al fine di condurre
uno studio parametrico si sono considerate varie latitudini in Italia (si è
considerato il Nord (Monza), il Centro (Roma) ed il Sud (Catania)), e si sono
considerate varie inclinazioni possibili dei pannelli (da 0° a 90°). Si rileva come l'impianto di
produzione elettrosolare non risulti praticamente mai conveniente dati gli alti
costi di installazione e manutenzione che inevitabilmente si abbattono sulla
produzione di acqua calda sanitaria prodotta (nonostante "il sole sia
gratis", raccoglierlo non lo è affatto!), a meno di non incentivare
pesantemente con sussidi statali tale forma di produzione energetica (ma è
ovvio che qualsiasi forma di energia risulterebbe conveniente in questo caso);
il costo dell'opzione solare infatti è paragonabile al riscaldamento elettrico,
pur considerando l'elevato costo dell'energia elettrica in Italia. Si è analizzato anche il caso in cui
si volesse sovradimensionare l'impianto solare per poter fare a meno degli
impianti di integrazione. Questa opzione oltre a comportare costi di
installazione elevati e fuori mercato, comporterebbe anche il rischio
aggiuntivo (non eliminabile) di dover fare del tutto a meno di acqua calda per
alcuni giorni all'anno (a tutte le latitudini), salvo poi avere una
sovraproduzione di acqua calda sanitaria nei mesi più caldi ed assolati. Il presente documento è corredato da
un opportuno foglio di calcolo con cui ognuno può inserire i dati relativi al
proprio impianto per i calcoli del caso. Se a tutto questo si aggiunge una
oggettiva complessità di gestione e manutenzione dell'impianto solare che lo
rende poco adatto per persone digiune di conoscenze tecniche e di capacità di
intervento, si può concludere che la via della provata convenienza di questa
tipologia di impianti, al netto degli spot degli stakeholders coinvolti nel
settore e dei politicanti in cerca di facili consensi, risulta ancora tutta da
percorrere. |
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