Sintesi di alcuni dati complessivi dell'impianto pilota

L'impianto pilota costruito al PalaCus, si basa su un'iniziativa di progetto cofinanziata dalla Regione Liguria e ha un costo complessivo di circa 260 k€. Il sistema integra la pompa di calore e i pannelli PV/T con le caldaie a gas esistenti per il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria.

Esso ha una potenza nominale di 20kWE e 60 kWT, con 140 m2 di PVT installati. Di seguito il

riepilogo delle prestazioni energetiche attese e dei dati economici, sulla base dei risultati monitorati finora disponibili.

Tabella 6.1 - Dati principali dell’impianto pilota W-SAHP-PVT - PalaCus, Università di Genova

SPECIFICHE DEI COMPONENTI PRINCIPALI DEL SISTEMA

Area delle superfici dei pannelli FV/T 140 m2

Potenza di picco FV 20 kW

Inverter solari 2 x (10kW)

Potenza di picco dei pannelli solari termici ST 60 kW

Capacità frigorifera nominale PDC 50 kW

Consumo di potenza elettrica nominale PDC 12 kW

Potenza della caldaia a gas di back-up ACS 33.5 kW

Potenza della caldaia a gas di back-up per il RISC 320 kW

Pompe di circolazione a controllo 10 (gemellari)

Valvole di regolazione del flusso (3 vie) 6

Valvole di controllo by-pass (2 vie) 4

Valvole di controllo della temperatura dell'acqua (3 vie) (ACS, RISC) 2 Misuratori di portata dell'acqua (circuito solare, circuito acqua

primario, ACS corrente)

3

Sensori di temperatura 25

Contatore di energia solare 1

Misuratore di vento 1

Serbatoi d’accumulo PDC 2 x 500 litri

Serbatoi d’accumulo ACS 2 x 1500 litri

Scambiatori di calore 4

PRINCIPALI DATI OPERATIVI E COSTI

Fabbisogno di RISC del centro sportivo 240 MWh anno-1

Fabbisogno di ACS del centro sportivo 30 MWh anno-1

Energia termica fornita dalla PCEA-PVT agli utenti 92.5 MWh anno-1 Energia elettrica fornita dai pannelli solari FV 25 MWhe anno-1

Consumi di energia elettrica della pompa di calore PDCEA-FVT 14 MWhe anno-1

Energia elettrica netta annua risparmiata (per altri usi finali o per il funzionamento della PDC)

11 MWhe anno-1

Media del fabbisogno di energia termica coperto attraverso l'energia solare

38%

Totale risparmio energetico netto totale 9.4 toe anno-1

Costo complessivo di costruzione dell’impianto pilota 260 k€

Bilancio totale di risparmio annuo 6.5 k€ anno-1

Tempo di ritorno con il finanziamento dell'80% 7 anni

Media dei costi energetici per tep risparmiati 27 k€ tep-1

I dati riportati nella tabella 6.1 mostrano che l'impianto pilota attuale è certamente troppo complesso rispetto ai sistemi tradizionali di ACS e RISC (di acqua calda sanitaria e di riscaldamento), ma è già in grado di coprire oltre il 38% dei fabbisogni termici ACS e RISC degli utenti, mediante l'energia solare offrendo un importo netto aggiuntivo di 11 MWhE

6. CASO DI STUDIO – IMPIANTO PILOTA DEL PALACUS Supponendo di sfruttare anche questo surplus di energia per trasformarlain capacità di riscaldamento netto aumentando l'energia della PDC, con un COP medio di 3,0, la quantità totale di energia termica potrebbe essere di circa 126MWh all'anno, raggiungendo il 53% dell'energia totale del fabbisogno termico degli utenti (che ammonta a circa 270MWh all'anno) coperti da energia solare.

L’alto consumo di energia elettrica della pompa di calore in inverno può essere coperto dalla produzione PV/T durante l’estate, quando il bypass è attivo e la HP spenta, e viene così ridotto il consumo elettrico.

In tale modo, attraverso l’utilizzo di energia solare può è quindi possibile coprire il 70% del fabbisogno di energia termica per ACS e riscaldamento, senza alcun ulteriore costo di energia elettrica.

Il costo dell'impianto, 260 k€, è ancora molto elevato (ma è un impianto pilota, con una grande ridondanza nel nei componenti del sistema di controllo e nel monitoraggio). Con riferimento a 10 anni di funzionamento, con un 10% dei costi di manutenzione all'anno, il riscaldamento totale ottenuto dall'energia solare è di 1260 MWh. Pertanto, il costo dell'energia solare risulta essere di circa 40 c€/kWh, che è certamente elevato ma abbastanza basso da prevedere possibili positivi sviluppi di questa applicazione, almeno nelle regioni climatiche miti.

Riconoscimenti

Il progetto pilota è stato costruito con un 80% di cofinanziamento da FSE Regione Liguria, Bando Azione 2.1 “Efficienza Energetica e Produzione di Energia da Fonbti Rinnovabili – Enti Pubblici” – Posizione n.2.

Il presente lavoro è stato sviluppato con il PRIN 2015 MIUR grant 2015M8S2PA “Clean Heating and Cooling Technologies for energy efficient smart grid”.

Bibliografia

[1] M. De Rosa, G. Romano, C. Rossi, F. Scarpa and L. A. Tagliafico, Energy Procedia (2015). [2] L. A. Tagliafico, A. Arteconi, A. Marchitto, C. Saio, F. Scarpa, A pilot plant with hybrid PV/T panels: system integration of solar assisted heat pump with existing heating devices, 35th UIT Heat Transfer Conference (2017).

In questo capitolo viene presentato lo studio per la riqualificazione energetica del Forte Begato, un notevole esempio di costruzione militare ubicata a Genova.

Lo studio propone diverse soluzioni anche complementari di impianti che utilizzano fonti di energia rinnovabili e anche ipotesi per l’isolamento termico dell’edificio principale.

L’edificio è stato esaminato attraverso un modello di simulazione termoenergetica dinamica con Energy Plus.

Questo capitolo analizza inoltre i volumi presenti nel complesso del Forte, attraverso valutazioni tecniche rispetto l'idoneità o meno dei manufatti ad ospitare elementi tecnici, in relazione con le tecnologie di impianto proposte.

Descrizione dell’area

Il Forte Begato è situato sul crinale che sovrasta il paese di Begato (frazione del quartiere di Rivarolo), da cui prende il nome, e che scende lungo la Val Polcevera, raggiungibile dal Righi percorrendo via del Peralto e dal quartiere di Granarolo, prendendo la Via al Forte di Begato.

Fig.7.1 - Vista aerea del Forte Begato

Il Forte Begato fu costruito, probabilmente su mura di altre fortezze, lungo il ramo che dal Forte Sperone scendeva lungo il crinale della Val Polcevera. L’area fu racchiusa dalla linea spezzata di tre baluardi, uno dei quali con un angolo inferiore ai 90° dominava a monte e a valle un vastissimo arco di mura.

La caserma di Begato fu costruita su questo sito, a partire dal 1819 dal governo sabaudo, fino al termine dei lavori nel 1823 (Leone Carlo Forti, 1975).

Il Forte Begato è un edificio militare a pianta quadrata di tre piani più uno ammezzato, con un cortile interno e con quattro bastioni sugli spigoli, di cui uno diroccato. Il suo volume è essenziale e le sue proporzioni semplici. Sulle quattro fronti si distinguono ampie monofore delle cannoniere alternate alle sottili feritoie per i fucilieri.