I pannelli fotovoltaici rendono il doppio se si aumenta l'autoconsumo con una pompa di calore

di Dario Aquaro

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Questo articolo è stato pubblicato il 25 giugno 2014 alle ore 19:13.

Cadono altre "barriere di mercato", ostacoli alla diffusione di tecnologie innovative e allo sviluppo delle energie rinnovabili, e si aprono nuove opportunità anche per le soluzioni impiantistiche integrate. Così almeno vien da dire guardando al prossimo arrivo della tariffa sperimentale D1, che punta a promuovere i sistemi che usano l'energia elettrica per la produzione termica.

Al di là degli effetti della nuova tariffa, che farà valere i suoi benefici sui consumi elevati, l'installazione di una pompa di calore a compressione (cioè elettrica) può "esaltare" comunque il lavoro dell'impianto fotovoltaico, per un miglior risultato in termini di comfort, investimento e autoconsumo. Circa il 75% dell'energia necessaria al funzionamento della pompa di calore proviene infatti dall'ambiente esterno (l'energia trasferita è insomma più di quella consumata): significa che per 1 kWh di energia elettrica consumato si forniscono 4 kWh di calore al mezzo da riscaldare (preferibilmente un sistema di pannelli radianti). Se quel 25% restante può esser generato da un impianto fotovoltaico, la climatizzazione diventa totalmente a energia rinnovabile.

In teoria, certo, perché sui calcoli influiscono diverse variabili di rendimento, c'è sempre uno scalino fra l'energia prodotta dal fotovoltaico e quella consumata dalla pompa di calore, su base annua (la resa del solare è inferiore nei mesi invernali); e ai fini dell'autoconsumo occorre valutare anche le condizioni dell'involucro: a riprova del fatto che per ottenere risparmio energetico il sistema va visto in un'ottica integrata.

«A supplire allo sfasamento vengono incontro le tecnologie di accumulo, come le batterie, e i meccanismi di scambio sul posto. Ma la combinazione pompa di calore-fotovoltaico conviene soprattutto a chi trascorre in casa tanto tempo, incluse quindi le ore centrali della giornata, perché così si privilegia lo scambio contestuale», precisa Davide Chiaroni, vice direttore Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano. Senza considerare l'apporto dei sistemi di accumulo, quali sono i vantaggi dell'integrazione? Prendiamo ad esempio famiglie di quattro persone, con consumi elettrici di 3mila kWh annui e fabbisogno termico per riscaldamento e acqua calda sanitaria di 6mila kWh (Palermo, zona climatica B), 10mila kWh (Roma, zona D) e 16mila kWh (Milano, zona E). In assenza di pompa di calore, e con un costo dell'elettricità di 0,20 €/kW (tariffa D2), l'autoconsumo dell'impianto fotovoltaico standard da 3 kW è pari al 21% (Palermo), 30% (Roma), 34% (Milano). «Nelle zone climatiche più fredde – prosegue Chiaroni – la produzione fotovoltaica è minore e quindi in proporzione maggiore la quota che può esser sfruttata. L'investimento per l'impianto fotovoltaico da 3kW (7mila euro circa), calcolando la detrazione fiscale del 50% e lo scambio sul posto, ritorna rispettivamente in 8, 10 e 12 anni».

Ipotizziamo allora che queste famiglie installino una pompa di calore aria/acqua per riscaldamento, raffrescamento e acs (Cop medio annuo 3,5 e potenza elettrica di 4 kW). Il consumo elettrico annuo totale della pompa è pari a 907 (Palermo), 1.412 (Roma) e 2.169 kWh (Milano), ma viene coperto per il 60% dalla produzione fotovoltaica. Come si vede nel grafico in pagina, a quel punto le quote di autoconsumo aumentano di molto, arrivando al 35% (Palermo), 50% (Roma) e 65% (Milano). E quasi si dimezzano i tempi di pay-back: l'investimento si ripaga in 5 (Palermo), 6 (Roma) e 7 anni (Milano). È vero infatti che, con l'installazione della pompa di calore, si passa in tariffa D3, salgono i consumi elettrici totali (a 3.900, 4.412 e 5.169 kWh annui), e il costo medio dell'energia elettrica diventa di 27 centesimi per ogni chilowattora. «Ma proprio questo allarga la convenienza del fotovoltaico – evidenzia Chiaroni – perché è come se a quel prezzo si "vendesse" la parte di autoconsumo in aumento, che prima veniva invece scambiata sul posto (a 8-12 centesimi, ndr). Insomma, si può dire che per il fotovoltaico il beneficio è tanto maggiore quanto più aumenta il costo dell'elettricità»

Il primo luglio scatta la sperimentazione della tariffa "piatta" per le famiglie che usano una pompa di calore come unico sistema domestico di riscaldamento (esclusi quindi i sistemi ibridi o combinati, con caldaia). Applicabile alle sole abitazioni di residenza, ma non ai condomini, la nuova D1 vedrà un unico prezzo per ogni kWh (circa 23 centesimi), indipendentemente dal volume di consumo annuo. Al contrario delle tariffe domestiche ora in vigore (D2 e D3) che sono progressive e spingono le bollette a crescere più che proporzionalmente all'incremento dei consumi.
«L'installazione di una pompa di calore per riscaldamento, raffrescamento e Acs comporta un aumento della potenza di connessione e spesso il passaggio dalla D2 (per allacciamenti residenziali fino a 3 kW) alla più onerosa D3 (potenza superiore a 3 kW), o il ricorso a un secondo contatore dedicato per la tariffa Bta con conseguente aumento dei costi fissi annui», spiega Fernando Pettorossi, capo del gruppo italiano pompe di calore del Co.Aer (Associazione costruttori apparecchiature ed impianti aeraulici). La nuova tariffa è dunque più conveniente per chi ha consumi annui elevati, anche se è bene valutare le soglie sui singoli casi; e per chi ha un impianto fotovoltaico, tener conto della quota di fabbisogno energetico non coperta dall'autoproduzione.

Per chi oggi dispone di una pompa di calore allacciata all'unico contatore di casa, con potenza impegnata di 3 kW (tariffa D2), la D1 conviene per consumi totali superiori a 4.500 kWh/anno; se la potenza è superiore a 3 kW (tariffa D3), conviene per consumi almeno pari a 2.700 kWh/anno. Per chi invece ha una pompa di calore allacciata a un contatore separato (tariffa Bta), la D1 risulta più conveniente sempre, qualunque siano i valori di potenza impegnata e di consumo. Si potrà fare richiesta della nuova tariffa dal 1° luglio 2014 al 31 dicembre 2015, compilando il modulo reso disponibile dal proprio venditore di energia elettrica e allegando la documentazione tecnica sull'impianto. La pompa di calore deve rispettare gli stessi requisiti minimi di prestazione previsti per l'accesso al eco-bonus fiscale del 65 per cento.

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