polito.it
Politecnico di Torino (logo)
Webthesis
Biblioteche d'ateneo

Sistemi di captazione dell'energia solare: i sistemi attivi

Andrea Naggi, Diego Nigra

Sistemi di captazione dell'energia solare: i sistemi attivi.

Rel. Gabriella Peretti. Politecnico di Torino, Corso di laurea in Architettura, 2001

Abstract:

L'intento di questa Tesi di Laurea è stato quello di fornire un quadro, il più possibile aggiornato, su quelle che sono le tecnologie attive per lo sfruttamento dell'energia solare diretta. Per raggiungere i nostri obiettivi si è scelto di condurre indagini su più fronti, toccando sia le problematiche inerenti i consumi e l'approvvigionamento energetico delle società contemporanee, sia le tecnologie attualmente a disposizione, che si dimostrano già mature per contribuire alla soluzione di tali problemi.

Dalla nostra analisi, peraltro condivisa da molti altri studi condotti da diversi soggetti autorevoli (ENEA, ISES Italia, Istituto Sereno Regis, Union of Concerned Scientists, etc.) è emerso come lo stile di vita delle società del mondo industrializzato, e cosiddetto avanzato, sia improntato verso un uso massiccio e spregiudicato dell'energia. Questo comportamento, in parte favorito dalla relativa economicità e abbondanza delle fonti energetiche tradizionali (non-rinnovabili), ha si avvantaggiato lo sviluppo tecnologico ma seriamente compromesso gli equilibri ambientali. Oggi si ha coscienza del fatto che le fonti tradizionali sono destinate ad esaurirsi e occorre trovare delle valide alternative che consentano il mantenimento dello sviluppo tecnologico conseguito, e che allo stesso tempo siano compatibili con l'ambiente. Tra tutte le fonti rinnovabili, senza sminuire il valore di alcuna, quella che rappresenta la più valida alternativa è sicuramente l'energia irradiata dal sole, poichè è disponibile in abbondanza, in modo diffuso su tutta la superficie terrestre, ed è facilmente utilizzabile con l'impiego delle tecnologie solari.

Per tecnologia solare si intende qualsiasi dispositivo che consenta di trasformare l'energia solare diretta, o le sue forme indirette, in forme di energia utili all'uomo (calore, elettricità). Queste si dividono in sistemi solari Attivi (l'energia viene captata, accumulata e utilizzata attraverso apparecchiature comunque distinte dagli altri elementi costitutivi e funzionali degli edifici) e sistemi solari Passivi (vengono sfruttate le proprietà fisico-termiche dei materiali che compongono l'involucro edilizio).

Noi ci siamo occupati dei sistemi solari Attivi ed in particolare modo dei collettori termici, trattandone l'evoluzione, le varie tipologie e l'impiego, dalla piccola utenza domestica fino ai grandi impianti ad uso industriale. Passando da un punto di vista puramente documentaristico ad una trattazione sul piano pratico, abbiamo operato dimensionando un impianto per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda sanitaria, e in aggiunta a ciò abbiamo analizzato il ciclo vita del prodotto utilizzato (Life Cicle Assestment).

Per fare in modo che tali tecnologie possano entrare a far parte del quotidiano collettivo, occorre operare incentivando economicamente tali investimenti (oggi molto onerosi), e favorendo un processo di rivalutazione del nostro modo di progettare e concepire il costruito. In particolare quest'ultimo punto tocca direttamente la figura dell'architetto che deve prendere spunto dalle numerose, se pur isolate, esperienze positive che si sono realizzate negli ultimi 40 - 50 anni nel panorama internazionale. La progettazione dell'involucro edilizio deve poter abbracciare un'ampia gamma di discipline, che vanno dall'aspetto formale, al funzionale, al sociale. In quest'ottica le tecnologie solari non devono essere viste come un qualcosa da nascondere e/o applicare a posteriori, ma devono partecipare alla creazione di un nuovo linguaggio architettonico.
Relatori: Gabriella Peretti
Tipo di pubblicazione: A stampa
Parole chiave: Riqualificazione ambientale - Collettore solare - sviluppo sostenibile
Soggetti: T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TC Protezione degli edifici
SS Scienze Sociali ed economiche > SSE Scienze economiche
Corso di laurea: Corso di laurea in Architettura
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/361
Capitoli:

PREFAZIONE I

1. ENERGIA E CONSUMI ENERGETICI

1.1 INTRODUZIONE

1.2 FONTI ENERGETICHE

1.2.1 Fonti di energia non-rinnovabili

1.2.2 Fonti di energia rinnovabili

1.2.2.1 Energia solare

1.2.2.2 Energia eolica

1.2.2.3 Energia idrica

1.2.2.4 Energia di biomassa

2. ENERGIA SOLARE

2.1 INTRODUZIONE

2.2 TECNOLOGIE SOLARI

2.3 PARAMETRI CHE INFLUENZANO LA PROGETTAZIONE

3. COLLETTORI TERMICI

3.1 METODI E TECNOLOGIE DI UTILIZZO DELL'ENERGIA SOLARE IN CAMPO TERMICO

3.2 SISTEMI CON COLLETTORI SOLARI PIANI

3.2.1 Collettore solare piano a liquido

3.2.2 Collettore solare piano ad aria

3.2.3 Collettori evacuati

3.2.4 Considerazioni di raffronto sulle tipologie sopra descritte

3.2.5 Accorgimenti costruttivi

3.3 ANALISI DEGLI ELEMENTI COSTITUENTI IL COLLETTORE

3.4 SISTEMI DI ACCUMULO

3.4.1 Accumulo sensibile

3.4.2 Accumulo latente

3.5 SUPERFICI SELETTIVE

3.6 SCAMBIATORI DI CALORE

3.6.1 Generalità

3.6.2 Tipologie di scambiatori

3.7 CRESCITA DEL MERCATO E CONSEGUENTE RIDUZIONE DEI COSTI

3.8 APPLICAZIONI DEL SOLARE TERMICO IN CASE E UFFICI

3.9 POSSIBILITA DELL'AUTOCOSTRUZIONE

3.10 INIZIATIVE DI PROMOZIONE DEL SOLARE TERMICO

3.11 SISTEMI SOLARI A CONCENTRAZIONE-GRANDI IMPIANTI

3.12 ESEMPI DI DIMENSIONAMENTO

3.13 ESEMPI DI RISPARMIO POSSIBILE PER COLLETTORI TERMICI

3.14 LIFE CICLE ASSESTEMENT DI UN PANNELLO PIANO

3.14.1 Introduzione

3.14.2 Descrizione del collettore

3.14.3 Componenti del collettore

3.14.4 Fasi di produzione del collettore ELIOINOX

3.14.5 Estratti della banca dati I-LCA dall'ANPA

4. ENERGIA FOTOVOLTAICA

4.1 INTRODUZIONE

4.2 EVOLUZIONE DEL SOLARE FOTOVOLTAICO

4.3 PRINCIPALI APPLICAZIONI DEL FOTOVOLTAICO

4.4 IMPATTO AMBIENTALE E ACCUMULO DELL'ENERGIA

4.5 DESCRIZIONE E ANALISI DELLA FONTE

4.5 GENERATORI FOTOVOLTAICI

4.5.1 Cella fotovoltaica

4.5.2 Circuito equivalente

4.5.3 Evoluzione delle celle solari al silicio

4.5.4 Moduli fotovoltaici

4.5.5 Dipendenza della caratteristica I(U) dall'irradianza e della temperatura

4.5.6 Array, campo e sistema fotovoltaico

4.5.7 Adattamento tra carico e generatore FV

4.5.8 Dati e valori numerici per una stima orientativa delle caratteristiche di un generatore FV

4.6 IMPIANTI FOTOVOLTAICI AUTONOMI

4.6.1 Generalità

4.6.2 Configurazioni per impianti residenziali

4.7 COMPONENTI DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO AUTONOMO

4.7.1 Generatore solare

4.7.2 Accumulo

4.7.3 Regolatore di carica e scarica delle batterie

4.7.4 Inverter

4.7.5 Punto di Massima Potenza (MPPI) 118

4.7.6 Gruppo elettrogeno

4.7.7 Impianto a terra

4.8 STRUTTURE ED ACCESSORI

4.8.1 Cassetta di parallelo

4.8.2 Quadro di regolazione

4.8.3 Strutture si supporto del campo FV 120

4.8.4 Interfaccia con l'utente

4.9 ESEMPI DI APPLICAZIONE NEL CAMPO EDILIZIO

4.10 I NUMERI NEL FOTOVOTAICO

4.10.1 Gli impianti in Italia

4.10.2. Costi

4.11 PROSPETTIVE DI SVILUPPO

4.12 LEGISLAZIONE VIGENTE IN ITALIA

5. CONCLUSIONI

5.1. STUDIO USA SULL'ELETTRICITÀ DA RINNOVABILI

5.2. INTEGRAZIONE ED UTILIZZO DELLE FONTI RINNOVABILI

5.3. OPERATO DELLA COMMISSIONE EUROPEA PER IL DECOLLO DELLE FONTI RINNOVABILI

5.4. PROGETTI PER I PROSSIMI ANNI

5.5. DETRAZIONI FISCALI

5.6. RAPPORTO TRA LE ENERGIE RINNOVABILI E LA POLITICA ENERGETICA

5.7 BINOMIO OCCUPAZIONE E FONTI RINNOVABILI

5.8. VERSO UN APPROCCIO GLOBALE DELL'ARCHITETTURA

5.9. COMMENTI AI CAPITOLI PRECEDENTI

ALLEGATO 1 'Raccolta tecnica' FEA F.lli

BIBLIOGRAFIA
Bibliografia:

- Lazzarin R., Tecnologia e progettazione del collettore solare - sistemi solari attivi vol. 2, Franco Muzzio & C. editore , Padova 1981.

- Benedetti C., Manuale di architettura bioclimatica, Maggioli editore, Rimini, 1994.

- Robotti A., Impieghi dell'energia solare, UTET, Torino, 1978.

- Anderson B., Solar energy: fundamentals in building design, Von Hoffman press inc., 1977.

- Andrerson B., Energia solare: manuale di progettazione, Franco Muzzio editore, Padova, 1987.

- S & S Behling, Solar power: the evolution of solar architecture, Prestel, Monaco, 1996.

- Herzog T., Solar energy in architecture and urban planning, Prestel, Monaco, 1996.

- Serra R., Roure F. H. C., L'energia nel progetto d'archiettura, Città Studi edizioni, Milano, 1997.

- AA. VV., L'architettura naturale, Edicom edizioni, Monfalcone (GO), 1997 e 2000.

- AA. VV., Ambiente costruito, Maggioli editore, Rimini, 1998.

- Pubblicazione ISES Italia, Ilsoleatrecentosessantagradi, Arti grafiche S. Marcello, Roma.

- Cannetta, Carozzi e Rozzi, Crivellati, Corlaiata e Monti,Gallo, Gregotti associati, Scudo e Seassaro, Architettura ed energia-Sette edifici per l'Enea, De Luca editore, Roma, 1987.

- Pubblicazione Eurosolar Piemonte, Quaderno del solare, realizzato con il contributo della Regione Piemonte, Torino, 1996.

- Ios S., Le scienze dell'artificiale, Franco Muzzio & C. editore, Padova, 1980.

- Perlin J., Dal sole- L'energia solare dalla ricerca spaziale agli usi sulla terra, Edizioni ambiente, Milano, 2000.

- Spagnolo M., Vivoli F. P., L'integrazione dei sistemi fotovoltaici nell'edilizia e nelle infrastrutture urbane, ISES Italia, Roma, 1999.

- Amerio C., Brusasco P. L., Canavesio G., Ognibene F., Sillitti G. F., Corso di tecnologia delle costruzioni- vol. 1, SEI, Torino, 1993.

- D. Klaus, Building in the information age - Low tech, light tech, high tech, Birkhauser publisher, Basilea, 1998.

- E. Turrini, La via del Sole, Edizioni Cultura della Pace, S. Domenico di Fiesole (FI), 1990.

- Radice A., Caratteristiche generali delle celle solari e loro applicazioni in campo terrestre, Telecomunicazioni, n. 45,1974.

- Da Col P. L., L'effetto fotovoltaico: problemi e prospettive della conversione di energia solare in elettrica, Università degli Studi di Trieste, Istituto di elettrotecnica e elettronica, Trieste, giugno 1975.

Altre Fonti:

- Raccolta Tecnica, Tecnologie Solari ELIOINOX, Ditta FEA F.lli, Scarnafigi (CN).

- Schede Tecniche, Tecnologie Solari ELIOINOX, Ditta FEA F.lli, Scarnafigi (CN).

- Catalogo Prodotti, Il Sole, Ditta Energia Solare s.r.l., Carignano (TO).

- Catalogo Prodotti, Simens Solar, Simens S.p.a., Power Generation, Milano.

- Rivista mensile, Jack, Gruner und Jahr-Mondadori S.p.a., Milano.

- Depliant, Collettore Solare a Tubo di Calore Sottovuoto, Ditta Thermomax Italiana s.r.l., Valmadera (LC)

- Depliant, Megasun, Ditta RBA s.r.l., Torino.

- Catalogo Prodotti, SIKO Solar-technik, SIKO Energiesysteme, Jenbach/Tirol.

- Depliant, Solahart, Ditta Accomandita Tecnologie Speciali Energia S.r.l., Salso Maggiore Terme (PR).

- Depliant, Super Solar, Ditta Solar Systems, San Daniele del Friuli (UD).

- Raccolta tecnica, Impianti Solari, Idrosistemi s.r.l., Conegliano (TV).

Siti Internet:

- www.fllifea.it Sito della Ditta FEA F.lli s.r.l.

- www.energiasolare.com Sito della Ditta Energia Solare.

- www.minambiente.it Sito del Ministero dell'Ambiente.

- www.anpa.it Sito dell'ANPA (Agenzia Nazionale Protezione Ambiente).

- www.dukesolar.com Sito ditta Dukesolar.

- www.solel.com Sito ditta SOLEL

- www.simensolar.com Sito ditta Simens Solar

- www.enea.it Sito dell'ENEA

- www.isesitalia.it Sito dell'ISES Italia.

- www.w3.inq.unirama1.it Sito con esito ricerche e informazioni varie.

- www.estenergia.it Sito ditta Est Energia.

- www.jxj.com Sito con rassegne stampa.
Modifica (riservato agli operatori) Modifica (riservato agli operatori)