Progettare un impianto solare termico per realizzare edifici nZEB in quattro step

Un impianto solare termico può rivelarsi una soluzione accessibile per raggiungere un obiettivo sfidante come realizzare un edificio nZEB o trasformare un edificio esistente in edificio a energia quasi zero (nZEB), sfruttando anche gli incentivi fiscali finalizzati all’aumento di installazioni di impianti ad energia rinnovabile. In questo articolo targato Blumatica, scopriamo gli step operativi necessari a progettare un impianto solare termico e i software dedicati alla progettazione di impianti solari termici e impianti solari fotovoltaici, secondo le norme UNI vigenti.

Impianti solari termici: risparmio in bolletta ed elevati standard di efficienza

Gli impianti solari termici rappresentano uno dei modi più efficienti e vantaggiosi per raggiungere gli elevati standard nZEB, in quanto l’installazione consente risparmio in termini di bolletta e riduzione di impatto ambientale grazie alla riduzione della carbon footprint.

Per la progettazione è essenziale conoscere in modo approfondito le problematiche, le normative di riferimento.

I 4 principali step operativi per una corretta progettazione di un impianto solare termico sono:

• Irradiazione solare della località;
• Definizione dei fabbisogni termici dell’edificio;
• Simulazione di impianto;
• Comparazione tra più simulazioni.

Andiamo a vederli passo passo e vediamo come il software Blumatica Impianti Solari possa essere di supporto al progettista.

1° step: irradiazione solare della località

Essendo un sistema di impianto la cui producibilità è strettamente legata all’irraggiamento, è necessario valutare in modo preciso le condizioni di funzionamento per procedere al corretto dimensionamento.

Grazie al Software Blumatica Impianti Solari, è possibile stimare la radiazione solare incidente per il sito di installazione, tenendo conto della presenza di ostruzioni e del profilo di orizzonte con possibilità di importazione dello stesso da fonte dati PVGIS.

Inoltre, dopo avere definito i campi solari di installazione è possibile definire la presenza di ostruzioni aggiuntive quali edifici, comignoli o qualsiasi geometria che possa causare ombreggiamenti e visualizzarne il 3D.

In questo modo è possibile conoscere la reale irradiazione solare sul campo di installazione dei collettori solari, tenendo conto di qualunque tipo di ombreggiamento.

2° step: definizione dei fabbisogni termici dell’edificio per progettare correttamente impianti solari termici

Altro parametro importante per procedere alla progettazione è l’imputazione dei fabbisogni termici richiesti per l’edificio. Il software ha una sezione dedicata al calcolo di fabbisogni per ACS (sia con normativa UNI/TS 11300-2 che in modalità Diagnosi Energetica), Riscaldamento e Piscine.

3° step: simulazione di impianto

L’obiettivo di un impianto solare è quello di minimizzare i consumi di energia provenienti da fonti ad energia non rinnovabile, abbattendo i consumi di CO2 e NOx in atmosfera.

Occorre, quindi, capire qual è la configurazione ottimale in termini di orientamento dei moduli installati sui campi solari ai fini di massimizzare la producibilità.

Il software calcola tutte le combinazioni di orientamento, stimandone anche la resa. Questo parametro è utile al progettista per scegliere l’orientamento dei moduli ottimale:

In funzione del tipo di servizio energetico da voler soddisfare, è possibile scegliere uno schema tipo di impianto per poter eseguire una simulazione energetica tramite Wizard o manuale dello schema:

La simulazione è eseguita scegliendo componenti (collettori, accumuli, generatori, ecc.) da archivio software oppure da archivio personalizzato.

Inoltre, vi è la possibilità di visualizzare il layout di impianto in vista 2D e 3D, con la disposizione dei collettori in modo automatico o semiautomatico definendo la distanza dai bordi e/o tra i collettori.

Altro documento importante e utile sia per il progettista che per gli installatori è lo schema multifilare di progetto impianto, realizzato in automatico in funzione del tipo di schema simulazione scelto.

4° step: comparazione tra più simulazioni per impianti solari termici adatti alle esigenze del committente

Quando si progetta un impianto solare termico spesso possono essere plausibili più soluzioni, in funzione non solo di problematiche strettamente tecniche, ma anche delle esigenze del committente.

La domanda che ci si pone è: quale soluzione impiantistica scegliere?

Il software prevede per ogni simulazione di realizzare una analisi tecnico-economica, tenendo conto del tipo di componentistica differente utilizzata in ognuna, del tipo di incentivo, eventuali finanziamenti per la realizzazione dell’impianto, costi legati alla manutenzione ordinaria e straordinaria.

Eseguendo più simulazioni è possibile effettuare un confronto tra queste, per capire qual è più conveniente e dare supporto alla decisione di investimento e della scelta di configurazione impiantistica.

Attraverso grafici di competitività tra i parametri, si offre la possibilità di valutare immediatamente le caratteristiche dell’investimento per ciascun impianto.

Il parametro NPV fine vita (oppure VAN) rappresenta la quantità di denaro che il committente avrà ottenuto alla fine del tempo di vita dell’impianto e quindi l’obiettivo potrebbe essere massimizzarlo.

Altri fattori che influenzano la scelta può essere scegliere la configurazione che ha un payback time (tempo di ritorno dell’investimento).

Al fine di avere un confronto indipendente dall’entità dell’investimento iniziale, è stato introdotto l’indice di profittabilità BCR (benefit cost ratio), definito come il rapporto tra il denaro risparmiato ed il costo di investimento inziale.

In conclusione, la migliore installazione da realizzare potrebbe essere valutata dal punto di vista dei ricavi. Nel caso in cui si considerano alcune limitazioni, ad esempio del capitale disponibile, è necessario tener conto anche degli altri parametri.

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