Oltre alle fonti di energia solare, anche le fonti ausiliarie (per il solare termico o il fotovoltaico con pompa di calore) devono essere modellizzate nel dettaglio e simulate in modo dinamico. Con cicli di accensione e spegni-mento frequenti, ad esempio in estate per riscaldare l’acqua calda, il rendispegni-mento di una caldaia può ridursi della metà. D’altra parte, le caldaie a condensazione possono fare un uso migliore delle risorse energetiche di qualche punto percentuale. In questo modo, nella simulazione vengono presi in considerazione diversi fattori.
Tachion calcola l’energia specifica del riscaldamento supplementare sulla base dei seguenti fattori:
Tema Descrizione
Efficienza Parte utile dell’energia finale che viene trasferita al sistema sotto forma di calore Potenza nominale Potenza massima assorbita da un apparecchio. Nelle pompe di calore essa
dipen-de anche dalla temperatura dipen-della sorgente e da quella di mandata
Potenza minima Potenza minima assorbita in caso di apparecchi modulanti (es. pompa di calore in combinazione con impianto fotovoltaico)
Massa termica Energia termica necessaria per mettere in funzione la caldaia e la pompa di calore Fattore di prestazione Per le pompe di calore: mappa dei dati delle potenze in entrate e in uscita in
fun-ziona della temperatura della sorgente e di mandata, secondo misure standardiz-zate (EN14511)
Fattori ambientali Pompa di calore aria-acqua: temperatura esterna / Pompa di calore geotermica:
temperatura dinamica del terreno / Caldaia: pressione parziale media dell’ossigeno (altitudine)
Tab. 7: Fattori che influenzano l’energia specifica del riscaldamento supplementare.
Oltre al rendimento della conversione energetica, il bilancio di CO2 di una fonte energetica è il fattore decisivo per la valutazione ecologica del sistema di approvvigionamento energetico. I fattori di CO2 utilizzati nel calcolato-re di SvizzeraEnergia fanno riferimento ad indagini di WWF Svizzera.
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4 Procedimento della simulazione
Sulla base dei parametri impostati dall’utente e dai valori determinati dal Tachion-Assistant, l’intero impianto viene progettato nel dettaglio secondo le usuali direttive di pianificazione e gli standard attualmente in vigore.
Fino a 500 parametri per gli impianti fotovoltaici e fino a 1000 parametri per gli impianti solari termici vengono determinati dall’assistente di progettazione e trasmessi al Tachion-Simulations-Engine per l’esecuzione della simulazione annuale.
Durante la simulazione vengono svolte le seguenti operazioni:
- Calcolo del profilo dell’orizzonte sfruttando le coordinate della posizione - Definizione dei dati meteorologici del luogo, tenendo conto dell’orizzonte - Calcolo dell’irraggiamento sulla superficie dei moduli/collettori
- Calcolo del profilo di consumo elettrico dell’economia domestica - Calcolo del profilo di fabbisogno di acqua calda
- Simulazione del fabbisogno termico dell’edificio
- Simulazione annuale dinamica: simulazione con alta risoluzione temporale della conversione e del trasporto delle fonti energetiche attraverso l’accumulo (o la conversione diretta) ai consumatori di energia, delle perdite energeti-che, ecc. I rendimenti dipendenti dalle condizioni e il trasporto di energia sono integrati e simulati dinamicamente.
Per l’analisi della simulazione sono a disposizione decine di parametri con diverse risoluzioni temporali (come valori orari, giornalieri, mensili e annuali) e vari parametri di sistema. La procedura guidata associa questi dati ai valori caratteristici per la visualizzazione, e li trasmette all’interfaccia utente. I dati vengono visualizzati sotto forma di tabelle, grafici, ecc.
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5 Tachion-Assistent
Gli utilizzatori del calcolatore solare non hanno bisogno di sapere nulla in merito al dimensionamento e alla co-struzione di impianti solari. Di questo si occupa il cosiddetto Tachion-Assistent. La tabella seguente mostra quali parametri possono essere definiti tramite il catasto solare (www.tettosolare.ch e www.facciatasolare.ch), dall’utente nella schermata principale oppure tramite “Altre impostazioni”, e quali invece sono suggeriti dall’assistente online (parte dell’assistente nell’interfaccia utente):
Parametri
Catasto solare Schermata principale Altre impostazioni Assistente online
Descrizione
Luogo (CAP) X X Base per i dati meteorologici della simulazione
Coordinate del luogo X Base per i dati meteorologici e gli ombreggiamenti dovuti all’orizzonte (montagne, colline)
Tecnologia X X Fotovoltaico (elettricità) o solare termico (calore)
Dimensionamento X X Progettazione manuale o automatica (Tachion-Assistent)
Numero di abitanti X X Definisce la dimensione dell’impianto
Sistema X Fotovoltaico: elettricità domestica, elettricità + acqua calda
Solare termico: solo acqua calda, acqua calda + riscaldamento Orientamento / Inclinazione X X Orientamento e inclinazione dei moduli (del tetto)
Efficienza dei moduli X Fotovoltaico: 13, 17, 19, 20, 21, 23 %
Preparazione dell’acqua calda X Fotovoltaico: Pompa di calore aria-acqua, riscaldamento elettrico Tipo di collettore X Solare termico: collettori piani, collettori a tubi
Tipo di riscaldamento esisten-te
X Caldaia standard/a condensazione a olio/gas, pellet, legna, pompa di calore aria-acqua o geotermica, riscaldamento elettrico
Tipo di edificio X Anno di costruzione: prima del 1950, 1950-1979, 1980-1999,
2000-2019, oppure standard nuova costruzione, Minergie, Minergie-P Superficie (riscaldata) X X X Definisce la dimensione dell’edificio
Superficie occupata del tetto X X X Fotovoltaico: superficie fotovoltaica installata sul tetto Superficie occupata della
fac-ciata
X X X Fotovoltaico: superficie fotovoltaica installata sulla facciata
Superficie dei collettori X X Solare termico: superficie dei collettori lorda installata Dimensioni dell’accumulatore
di calore
X X Solare termico: dimensioni dell’accumulatore di calore installato
Accoppiamento superfi-cie/accumulatore
X Solare termico: la relazione tra la superficie dei collettori e l’accumulatore è regolata automaticamente
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Per ogni parametro da inserire vengono visualizzate o calcolate possibili impostazioni predefinite. I valori propo-sti possono essere accettati dall’utente, oppure modificati. In questo modo la pianificazione dell’impianto diven-ta passo dopo passo più precisa e concrediven-ta.
Tutti i parametri da inserire necessari per la simulazione vengono rilevati in base ai dati che il catasto solare tra-smette al calcolatore solare (non appena viene premuto il pulsante “Quanto costa il mio impianto fotovoltaico?”
o “Quanto costa il mio impianto solare termico?”). Dopo l’esecuzione della pianificazione dettagliata e della si-mulazione, vengono visualizzati i risultati della valutazione energetica e finanziaria. Lo schema seguente mostra i diversi flussi delle informazioni: