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Produzione di energia dal sole : una tecnologia in evoluzione

Luisi, Anna

Produzione di energia dal sole : una tecnologia in evoluzione.

Rel. Orio De Paoli, Elena Piera Montacchini, Danila Voghera. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2012

Abstract:

In questi ultimi anni con la consapevolezza della gravita della crisi ambientale che si rileva su scala planetaria, sta crescendo sempre più l'attenzione verso le fonti di energia rinnovabile quali solare, eolica, idrica. Lo sviluppo e la diffusione delle tecnologie che ne consentono l'utilizzo, insieme ad una complessiva razionalizzazione dei consumi, sono riconosciuti, ormai, come una delle poche risposte possibili all'impatto ambientale che la sempre crescente domanda energetica attualmente comporta.

La prima spinta verso lo studio e l'applicazione delle tematiche ambientali è stata la crisi dell'energia degli anni settanta e successivamente, dagli anni-ottanta in poi, che si è andata via via affermando con una sempre maggior presa di coscienza dei problemi di scarsità delle risorse, di inquinamento e di cambiamento climatico come il surriscaldamento del pianeta.

Tutto l'insieme di questi eventi, sono associati oggi alle diverse politiche in materia energetico - ambientale come gli incentivi per esempio, e la messa a punto di normative specifiche, hanno innescato nell'edilizia, come in diversi altri settori produttivi, una maggior attenzione generale verso le problematiche ambientali.

A livello internazionale due sono i documenti che più direttamente condizionano la politica energetica per lo sviluppo delle fonti rinnovabili: il Protocollo di Kyoto, per il contenimento delle emissioni di gas climalteranti e il Libro Bianco europeo per lo sviluppo delle fonti rinnovabili. Sulla base di quanto viene indicato in questi documenti l'Italia ha prodotto un proprio Libro Bianco delle energie rinnovabili, nel quale vengono indicati gli obiettivi di carattere nazionale che dovevano essere raggiunti entro il 2010.

Molto è stato fatto nella ricerca e nella formazione accademica in questi anni, ruolo fondamentale per l'innesco di una nuova cultura ambientale; la preparazione delle nuove professionalità è iniziata a partire proprio da questi ambiti. La crescita culturale a livello istituzionale, amministrativo, sociale e scientifico c'è stata, ma si può ancora fare molto in modo da rendere sempre maggiore la diffusione di quella sensibilità ambientale nella progettazione che può portare a caratterizzare gli interventi edilizi in un'ottica di coerenza ambientale. Il dato ambientale deve essere sempre più integrato nel progetto e di conseguenza, i progettisti, dovrebbero avere la consapevolezza che gli interventi edili¬zi hanno un costo ambientale e che per contenerlo, si devono impiegare piccole quantità di energia aggiuntiva per guidare i processi che governano gli interventi stessi. Quindi si rivela necessaria una formazione nel settore delle tecnologie ambientali senza contare che l'ampiezza delle conoscenze necessarie in questo ambito configura ormai diversi profili professionali. L'Italia offre condizioni me-teorologiche molto buone per l'uso dell'energia solare. Il valore di insolazione è compreso tra 1200 e 1750 kWh/mq all'anno, e presenta una differenza tra nord e sud intorno al 40%.

In queste condizioni un impianto solare standard consente di risparmiare fino ali'80% dell'energia necessaria per la preparazione di acqua calda e fino al 40% della domanda complessiva di calore per l'acqua calda sanitaria e per il riscaldamento degli ambienti. Condizioni tanto favorevoli e la disponibilità di una tecnologia affidabile ed efficace conferiscono all'Italia un alto potenziale economico e tecnico per il solare termico.

Nonostante queste premesse però, il mercato italiano del solare termico può essere considerato piuttosto modesto e stagnante in confronto ad altri paesi europei come Austria, Danimarca, Germania e Grecia, nonostante sia in continuo sviluppo. La superficie di collettori ad oggi installata in Italia è di circa 4 mq per 1000 abitanti, in confronto a una media europea di 19 mq per 1000 abitanti. Il tasso annuale di installazione di collettori solari in Italia è di circa 30.000 mq all'anno, oppure 0,5 mq per 1000 abitanti all'anno. Circa la metà di questi sono localizzati nelle provincie di Trento e di Bolzano.Tuttavia all'interno dell'Europa l'Italia viene attualmente considerata un mercato molto promettente, per il quale nei prossimi anni viene pronosticata una forte crescita. Successivamente al periodo del primo fallimento della prima espansione del mercato negli anni Ottanta, che marchiò la tecnologia solare come un'immagine negativa purtroppo oggi ancora percepibile, ora è ancora più importante presentare all'utenza le tecnologie del solare dal loro lato migliore: le attrattive di questa tecnologia sono inconfutabili e i prodotti reperibili oggi sul mercato sono affidabili e giunti a piena maturità sempre in evoluzione volte al miglioramento. Non sufficientemente adeguato è invece il campo di formazione riguardo alla progettazione e all'installazione degli impianti solari termici.

Relatori: Orio De Paoli, Elena Piera Montacchini, Danila Voghera
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: A Architettura > AK Edifici e attrezzature per l'industria
A Architettura > AO Progettazione
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2669
Capitoli:

Prefazione

Introduzione

Capitolo I

L'energia solare e l'economia globale

1.1 Ai combustibili fossili all'energia solare termica

1.2 Verso un'economia solare

1.3 La radiazione solare

1.4 L'energia solare e l'architettura. Edilizia e risparmio energetico

1.5 Realtà energetica italiana e bilancio energetico del patrimonio edilizio della città di Torino

Capitolo 2

II sistema solare termico

2.1 Vantaggi del sistema solare termico

2.2 I sistemi solari attivi e passivi

2.3 I sistemi solari attivi e l'architettura

2.4 Impatto dei pannelli solari termici

• Fase di produzione

• Fase di utilizzo

• Fase di fine vita

Capitolo 3

Panorama Normativo

1.1 Normativa internazionale

1.2 Normativa nazionale

1.3 Normativa Regione Piemonte

• Allegato energetico - ambientale regolamento edilizio della Città di Torino

• Legge Regionale 28 maggio 2007, n.13

• DGR4 agosto 2009, n.43-11965

• DGR4agosto2009, n.45-11967

• DGR 4 agosto 2009, n.46-11968

• D.LGS 3 marzo 2011, n.28

1.4 Normativa tecnica

Capitolo 4

II funzionamento del sistema

4.1 Cenni storici

• I pannelli solari in Italia

4.2 Funzionamento di un sistema solare termico

4.3 Tipologie di collettori solari

• Collettori piani

• Collettori non vetrati

• Collettori sottovuoto

• Collettori ad aria

4.4 Altre componenti

• Serbatoi di accumulo di calore

• Circuito solare

4.5 Tipologie impiantistiche

• Impianti a circolazione naturale

• Impianti a circolazione forzata

4.6 Raffrescamento solare

• Tipologia di processi alla base del condizionamento solare

• Impianti di climatizzazione integrati con i sistemi solari

• Confronto tra sistemi solari autonomi ed integrati

4.7 Dimensionamento

Capitolo 5

Applicazioni ed integrazione edilizia

5.1 Innovazione tecnologica e architettura bioclimatica

5.2 Integrazione dei collettori solari termici

• Macrocategorie:

interventi retrofit

integrazione su nuovi edifìci

integrazione su elementi di arredo urbano

• Esigenze:

risparmio energetico

tutela ambientale

immagine

di carattere educativo

• Requisiti della pelle dell'edificio

• Requisiti di progetto solari attivi e passivi

5.3 Collettori solari adatti all'integrazione edilizia

5.4 Modalità di integrazione del solare termico in architettura

• Installazione a terra o su tetto piano

• Installazione su tetti con inclinazione insufficiente

• Installazione parallela al manto di copertura

• Integrazione in coperture inclinate

• Installazione parallela all'involucro di facciata

• Integrazione in facciata

• Applicazione di elementi d'involucro accessori i speciali

5.5 Impatto ambientale dei pannelli di solarizzazione

5.6 La tecnologia solare termica dell'involucro attivo

• Mercato Europeo

• Mercato Italiano

5.7 Proposta di integrazione alla Legge Regionale 28 maggio 2007 n. 13 come strumento alla progettazione

Capitolo 6

Sviluppi futuri nel settore e applicazione dei criteri di integrazione. Le innovazioni.

6.1 Innovazione del collettore: l'ibrido termico e fotovoltaico

• L'ibrido fotovoltaico e termico, un caso studio:

• L'Eco - Mensa nel Centro di Ricerche Fiat, Orbassano

6.2 Innovazione del sistema: gli accumuli stagionali

• Sistemi di accumulo termico stagionale su larga scala

• Differenti tipologie di stoccaggio dell'energia termica

• Grandi sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare con pompe di calore

e contenitori stagionali e interazione con il sistema energetico

6.3 Innovazione del materiale: le nanotecnologie

• Nanotecnologie: il progetto "Thermonano"

• La conducibilità termica nei polimeri compositi

6.4 Necessità di un nuovo linguaggio architettonico

• Integrazione di grandi estensioni

• Potenzialità di evoluzione di nuove forme

Capitolo 7

La rifunzionalizzazione.

7.1 L'area di progetto

7.2 Lo stato di fatto

• Analisi di sito

• L'Ex Mercato Italia

7.3 Proposta di riqualificazione

• L'idea di progetto

• II solare termico

• Tavole

Conclusioni

Bibliografia

Ringraziamenti

Bibliografia:

Testi:

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Tesi di laurea:

• Tesi di Laurea di Valerle Domaine, Solare termico e fotovoltaico per un rifugio privo di energia tradizionale, Relatore Prof. Sebastiano Caruso, Politecnico di Torino - Facoltà di Architettura, 2010 - 2011

• Tesidi Laurea di Monica Larocca e Daniela Morello, Controllo solare; Evoluzione ed applicazione dei dispositivi schermanti, Relatore Prof. Orio De Paoli, Prof.ssa Elena Montacchini, Prof.ssa Danila Vogherà, Politecnico di Torino - Facoltà di Architettura, 2010 - 2011

• Tesi di Laurea di Andrea De Angelis, Teoria bioclimatica, Relatore Mario Voerzo, Politecnico di Torino, Facoltà di Architettura, 2009 - 2010

• Tesi di Laurea di Calogero Amato, Integrazione architettonica di sistemi radianti e solari per il miglioramento della prestazione energetica degli edifici, Relatore Marco Perino, Carlo Caldera, Politecnico di Torino, Facoltà di Ingegneria, 2008 - 2009

• Tesi di Laurea di Chiara Bianco, II controllo della radiazione solare: strumenti per il progetto, Relatore Prof. Orio De Paoli, Prof.ssa Elena Montacchini, Correlatore MatteoTorresan, Politecnico di Torino -Facoltà di Architettura, 2006 - 2007

• Tesi di Laurea di Maria Teresa Coluccio e Elisa Dorigo, il sistema solare termico in architettura, Relatore Prof. Orio De Paoli, Prof.ssa Elena Montacchini, Politecnico di Torino - Facoltà di Architettura, 2006 - 2007

• Tesi di Laurea di Enrico Maritano, Energia e riqualificazione del patrimonio edilizio esistente: un caso, studio a Torino, Relatore Prof. Orio De Paoli, Prof.ssa Elena Montacchini, Politecnico di Torino - Facoltà di Architettura, 2006-2007

• Tesi di Laurea di Valeria Degiovanni, Solare fotovoltaico e termico: innovazione e fattibilità tecnico-economica, Relatore Prof. Marco Filippi, Politecnico di Torino - Facoltà di Architettura, 2005-2006

Sitografia:

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