Analisi energetica: calcolo dell'energia pro capite necessaria
In media, in Italia si consumano circa 50 litri al giorno di acqua calda sanitaria pro capite, alla temperatura di 45°C. Ipotizzando una temperatura dell'acqua proveniente dall'acquedotto pari a 15 °C si può calcolare il quantitativo pro capite Q, di energia termica necessaria:
Q = G . cs . (Tu - Ta ) = 50 l . 1 kcal/l °C . 30 °C = 1500 kcal
Avendo indicato con:
G, massa d'acqua da scaldare (l)
cs, calore specifico dell'acqua (kcal/l)
Tu, temperatura di utilizzo, pari a 45°C
Ta, temperatura acqua dell'acquedotto (°C).
Caso di Produzione di acqua calda con scaldabagno elettrico
In questo caso, l'utilizzo di energia termica per produrre acqua sanitaria comprende una doppia trasformazione. In una prima fase occorre produrre energia elettrica (tipicamente, in centrali termoelettriche, più raramente in idroelettriche). L'energia elettrica prodotta, poi, trasportata all'utenza, dovrà a sua volta trasformarsi in energia termica per effetto Joule per essere conferita all'acqua. Per produrre con uno scaldabagno elettrico 1500 kcal (1,7 kWh termici) sono necessari circa 1,94 kWh elettrici, avendo stimato l'efficienza di conversione dello scaldabagno elettrico pari al 90%. Mediamente, una famiglia di quattro persone utilizza, quindi, 7,74 kWh elettrici al giorno per la produzione di acqua calda sanitaria. Ma è da considerare che, per la produzione di ogni kWh elettrico, vengono consumati dal parco di centrali elettriche italiane, circa 2,54 kWh, sotto forma di energia primaria.
Considerando questa doppia trasformazione da energia primaria in energia elettrica e da elettrica a termica, emerge che, per produrre l'acqua calda necessaria giornalmente per soddisfare il fabbisogno pro capite sono necessarie 2,54 . 1,94 = 4,93 kWh primari equivalenti a 4.240 kcal. In tal modo solo il 35% dell'energia primaria consumata viene effettivamente utilizzata dall'utente. Nel caso, poi, di una famiglia di quattro persone, si arriva a 16.960 kcal/giorno, pari a 17,72 kWh (termici).
Caso di produzione di acqua calda con caldaia a gas
 Una caldaia a gas ha ovviamente una resa energetica diretta più alta, perché evita la conversione più energivora (e più exergivora), che consiste nel passaggio energia termica -> energia elettrica. Per questo la resa globale si aggira sull'80÷85%. La produzione di calore e il conseguente riscaldamento dell'acqua sanitaria avviene per combustione diretta del metano. Nel caso peggiore di rendimento del 80%, per produrre 1500 kcal sono quindi necessarie in un giorno 1875 kcal (ossia 2,18 kWh). Nel caso di una famiglia di quattro persone si arriva a 7500 kcal/giorno.
Confronto di consumi energetici tra i casi esaminati
La figura seguente mostra il risultato del confronto tra il fabbisogno energetico necessario per la produzione di acqua calda sanitaria con uno scaldabagno elettrico, con una caldaia a gas, un sistema caldaia gas/collettore solare termico ed un sistema scaldabagno elettrico/collettore solare termico, ferme restando le ipotesi sopra enunciate ed il quantitativo procapite di acqua necessaria.
Si osserva allora che, nel passaggio dalla soluzione con scaldabagno elettrico a quella con caldaia a gas integrata da collettori solari, il consumo energetico procapite passa da 4,93 a 0,87 kWh. E' il caso più interessante, dunque, che porta ad una riduzione dell'82% del consumo energetico, a parità di servizio reso.
Nel confronto tra il sistema basato sull'integrazione di collettore solare con una caldaia a gas e la caldaia stessa, si nota come il consumo passi da 2,18 kWh, per il caso della sola caldaia, a 0,87 kWh, per il sistema integrato. Nel passaggio dal solo scaldabagno elettrico ad uno scaldabagno integrato da collettori solari, il consumo energetico scende da 4,93 a 1,97 kWh.
Analisi economica
L’istallazione di un impianto solare termico dal 2008 è molto conveniente rispetto agli anni precedenti. Per tutti i preventivi viene utilizzata l’IVA agevolata al 10% e, già dal 2007, è possibile accedere ad una detrazione del 55% di tutte le spese. Con la finanziaria 2008 non è più obbligatorio avere l’attestato di qualificazione energetica per la detrazione delle spese d’acquisto ed istallazione del sistema solare termico. E’ possibile detrarre al 55% anche le spese di sostituzione della caldaia, ma in questo caso è indispensabile l’attestato di qualificazione energetica.
La detrazione al 55% è stata prorogata fino al 2010 e le quote posso essere ripartite per un periodo compreso tra 3 e 10 anni, a scelta del contribuente.
Ogni anno una famiglia media può risparmiare 300-500 euro per il mancato utilizzo di combustibile e rientrare dell’investimento fatto in 6-10 anni.
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