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Smartflower: un fiore di pannelli solari

Smartflower, Fiore Intelligente, è un inseguitore solare fatto da pannelli fotovoltaici che producono energia seguendo il movimento del sole.

Questo sistema innovativo, a forma di girasole, arriva a produrre il 40% in più di energia rispetto a un qualsiasi impianto tradizionale. La peculiarità risiede nella sua forma a fiore e nella corolla fotovoltaica: i pannelli, a forma di petalo, seguono la posizione del sole e ruotano per ottimizzare l’esposizione migliore e produrre più energia. Durante la rotazione, la corolla mantiene sempre l’inclinazione di 90° rispetto al sole. Quando SmartFlower non è in funzione, cioè in assenza di luce naturale, i petali si riavvolgono, chiudendo l’impianto. Come un girasole si chiude in mancanza di luce.

La continuità dei movimenti durante la giornata, basata su un algoritmo astronomico a due assi, fanno sì che SmartFlower sfrutti completamente tutta la luce proveniente dal sole per produrre ancor più energia. L’energia prodotta, all’anno, varia da circa 3400 a 6200 kWh, a seconda delle caratteristiche meteorologiche del luogo d’installazione. La caratteristica di potersi richiudere senza ausili esterni permette all’impianto di pulirsi e proteggersi da solo: i petali sovrapponendosi eliminano polvere, neve e sporco, da soli.

SmartFlower viene fissato a terra tramite delle viti, sia su un giardino che su una base in calcestruzzo ed è pronto per la produzione di energia subito dopo un’ora. Alle prime luci, il sistema fotovoltaico orienta, in funzione dei due assi, la posizione della corolla e apre i petali. Durante la giornata il sistema si aggiorna costantemente, continuando a muovere gli assi di orientamento e ruotando i petali. Dei sensori di sicurezza sono sempre attivi per captare i cambiamenti repentini del tempo e del vento. In presenza di un aumento del vento, il sistema modifica immediatamente l’orientamento della corolla, per poi tornare alla posizione di massima esposizione, quando le caratteristiche meteo ritornano normali. Al calar della luce SmartFlower si spegne e si chiude, occupando pochissimo spazio.

SmartFlower è un opera dalla struttura temporanea che può essere smontata e trasferita. Può risultare un opzione ai pannelli solari in tutti quei contesti in cui vi sono particolare vincoli ambientali.

 

 

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Il solar cooling

Il Solar Cooling è un sistema di “raffrescamento solare”, particolarmente innovativo dal punto di vista tecnologico, che consente di rinfrescare gli ambienti alimentando l’impianto di condizionamento con il calore prodotto da pannelli solari termici, che producono acqua calda, anziché con l’energia elettrica che alimenta i condizionatori tradizionali. Mentre il normale condizionatore utilizza un compressore meccanico, il Solar Cooling sfrutta un ciclo ad assorbimento, alimentato direttamente dall’energia solare, che copre fino al 98% del fabbisogno energetico della macchina: la richiesta energetica è quindi molto bassa, con evidenti benefici ambientali per ogni kilowattora risparmiato, per non parlare di un notevole abbassamento della bolletta dell’energia elettrica. 

RAFFRESCARE GLI AMBIENTI CON L’IRRAGGIAMENTO SOLARE

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Bisogna sempre ricordare che utilizzare l’energia solare per il “funzionamento” della nostra casa, o di altro immobile con diversa destinazione d’uso, significa in primis ridurre i picchi di domanda di energia elettrica e di gas e nello stesso tempo ridurre le emissioni di CO2.

Come detto precedentemente, il Solar Cooling sfrutta le potenzialità di pannelli solari termici abbinando l’intero impianto a una specie di macchina che serve per la produzione di freddo di potenza nominale superiore ai 20 kW. I pannelli maggiormente utilizzati sono di tipo solare termico vetrato, sottovuoto oppure ad aria. Il loro compito è quello di assorbire le radiazioni dell’irraggiamento solare trasformandole in acqua o in aria calda che attraversa la macchina che produce il freddo. Di conseguenza, a seconda del processo di trasformazione, l’acqua o l’aria fredda viene sfruttata per rinfrescare gli ambienti oppure, nel caso di realtà industriali, può essere impiegata per il processo di refrigerazione.

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PERCHE’ SCEGLIERE IL SOLAR COOLING

La scelta di utilizzare questo tipo di sistema, a bassa temperatura di esercizio, prevede numerosi vantaggi che vanno oltre lo sfruttamento di una fonte pulita, gratuita e rinnovabile e di fluidi non inquinanti come acqua e soluzioni saline per la climatizzazione.

Prima di tutto, l’irraggiamento solare viene sfruttato in maniera ottimale, senza bisogno di conservare le sue prestazioni, come succede in un tradizionale impianto fotovoltaico: tutta la sua produzione viene utilizzata, visto che le ore del giorno più calde e di maggiore irraggiamento sono anche quelle che necessitano di più fresco, specie in estate.

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Poi, il Solar Cooling, oltre alla produzione del fresco, se utilizzato in abbinamento con pannelli solari termici, riesce a utilizzare tutta l’acqua calda prodotta dagli impianti solari, in tutte le stagioni dell’anno. Il meccanismo dei pannelli solari termici presenta delle prestazioni ottimali se dotato di impianti solari combinati che permettono di sfruttare le radiazioni solari sia per la produzione di energia elettrica sia per riscaldare l’acqua per l’impianto idrico sanitario.

Infine, l’impianto è di dimensioni ridotte che può essere facilmente installato all’esterno dell’abitazione, a basso consumo energetico grazie alla presenza di un assorbitore di potenza nominale non elevata e a basso inquinamento acustico in ogni sua fase di funzionamento. Può essere gestito e supervisionato da remoto, consentendo l’analisi della copertura solare e il raggiungimento del livello di efficienza dei pannelli termici tramite il confronto tra energia richiesta e energia prodotta nell’arco di tempo di 30 giorni.

 AGEVOLAZIONI FISCALI CON DETRAZIONI IRPEF DEL 65%.

Gli impianti solari termici possono usufruire degli incentivi legati agli interventi di risparmio ed efficienza energetica, fra i quali i principali sono:

  • Gli incentivi previsti dal nuovo DM 28 dicembre 2012 cosiddetto “Conto Termico”;
  • Titoli di Efficienza Energetica (TEE), anche noti come Certificati Bianchi;
  • Le agevolazioni fiscali per il risparmio energetico/ Detrazioni Irpef 65%.

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In Italia, alcuni tra i primi impianti Solar Cooler si possono trovare, ormai da qualche anno, presso le sedi di: Curia di Vallo Lucania a Salerno, Polistudio A.E.S. a Riccione, Centro di Ricerche Enea Casaccio a Roma, Casa di Cura Santa Margherita a Pavia, Palazzetto dello sport di Dongo a Como e, infine, Mensa Vaticana a Città del Vaticano.

Questo per dire che il Solar Cooling è una tecnologia giovane che non ha ancora raggiunto la piena maturità commerciale perché ancora poco conosciuta, ma che esiste ed è già stata collaudata, andando oltre ad applicazioni puramente sperimentali: in un paese come l’Italia, caratterizzato da estati molto calde in cui vi è grande disponibilità di radiazione solare e un’elevata richiesta di energia per il raffrescamento, questo tipo di sistema esprimerebbe al meglio tutte le sue potenzialità.

 

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La Fuel Cell e il progetto Ene-Field

La Fuel Cell è un impianto in grado di produrre calore a bassa temperatura attraverso un processo di combustione catalitica che evita la formazione nell’aria di sostanze dannose.

SISTEMA AD IDROGENO PER PRODURRE ENERGIA E RISCALDARE CASA

In sintesi la Fuel Cell è un sistema a idrogeno composto da 5 parti: un elettrolizzatore, un serbatoio di accumulo dell’idrogeno, una cella a combustibile, una caldaia a idrogeno e una pompa di calore solare integrativa.

L’energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico nelle ore diurne, nel momento in cui non è utilizzata, sarà infatti trasformata, attraverso elettrolisi, in idrogeno accumulato in apposite bombole. A sua volta l’idrogeno, potrà essere riconvertito in energia elettrica e termica, tramite una cella a combustibile, oppure tramite un’apposita caldaia a condensazione. Questo sistema può essere integrato con una pompa di calore solare, capace di sfruttare l’energia termica prodotta dai pannelli solari e quella elettrica, generata dall’impianto fotovoltaico e dalla cella a combustibile.

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L’assenza di carbonio nei reagenti della Fuel Cell determina una reazione senza emissioni di Co2 e la bassa temperatura di combustione non produce NOx, cioè ossidi di azoto, inquinanti e nocivi per la salute.

Praticamente è un produttore di elettricità affidabile perché non ha nessun elemento in movimento, silenzioso e con un’efficienza elettrica doppiamente superiore rispetto a quella del motore a scoppio e dove si utilizza anche il rimanente calore emesso: l’energia chimica viene convertita in energia elettrica. L’efficienza dell’impianto è vicina al 100%.

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Oltre alla non dispersione di sostanze nocive, questo tipo di impianto permette anche l’immagazzinamento dell’energia prodotta per vie rinnovabili che può essere utilizzata in un secondo momento.

In commercio si possono trovare, a ottimi prezzi, impianti-caldaie individuali o sistemi di trasformazione-introduzione dell’idrogeno nell’impianto-caldaia che si sta utilizzando per la produzione di energia elettrica-termica.

Risultati finali: si inquina meno e si risparmia pure sulla bolletta dell’elettricità e del gas.

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In Europa, per cercare di non affossare le energie rinnovabili è nato il Progetto ENE-Field, finanziato dall’UE, che sta installando unità a cella combustibile per la produzione di elettricità e calore tramite idrogeno in 1000 case in 12 paesi diversi dell’Europa. In Italia, il primo sistema di produzione energetica ad idrogeno è stato installato nel centro sportivo di Borgo Valsugana, in Trentino.

Nel progetto Ene-field, metà delle nuove caldaie-generatori sperimentali, saranno del tipo PEM cioè con separatore in membrana polimerica e catalizzatore al platino, che funzionano a circa 80°C. L’altra metà sarà del tipo SOFC cioè con separatore ceramico, che non usa platino, ma richiede temperature di funzionamento fra 600 a 800 °C.

I requisiti di base per aderire al progetto Ene-field sono essenzialmente avere un impianto di riscaldamento centralizzato con allaccio a gas, elettricità ed Internet. Per farlo si può fare la domanda on line sul sito del progetto per far sostituire la propria caldaia con una di queste nuove, in grado di fornire da 1 a 5 kW elettrici e fino a 25 kW termici, in uno spazio comparabile a quello di un normale impianto termico domestico.

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Visto che nessuno ha ancora una fornitura di idrogeno in casa, le fuel cell PEM, in un primo stadio, chiamato reforming, estraggono l’idrogeno dal metano, emettendo Co2 come scarto, mentre dalla cella uscirà solo vapore acqueo. Invece i sistemi SOFC sviluppano un reforming intero grazie alle alte temperature che però causa un abbassamento dell’efficienza del processo: circa il 35-40% per la parte elettrica, che comunque arriva all’80-95% complessivo, con il recupero del calore.

Perché l’idrogeno? Perché è l’atomo più semplice fra tutti: è costituito da un nucleo con un solo elettrone periferico. Quindi leggero e diffuso specie nelle sostanze organiche e nell’acqua.

 

 

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