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Eliminare gli scaldabagni elettrici per risparmiare energia

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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.

Poiché la necessità di acqua calda a 40° per persona va da 40 a 60 litri al giorno per avere una tale quantità di acqua calda partendo da quella del rubinetto (circa 10°) sono necessarie da un minimo di 1.200 ad un massimo di 1.500 Kcal, Per i calcoli futuri prenderemo un valore intermedio (1.400 kcal pari a 1,63 kWh).

Per produrre con uno scaldabagno elettrico 1.400 kcal (1,63  kWh) sono necessari circa 1,81 kWh elettrici, avendo stimato l’efficienza di conversione dello scaldabagno elettrico pari al 90%. Mediamente, una famiglia di quattro persone utilizza, quindi, 7,24 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 (rendimento al 39%), sotto forma di energia termica 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 x 1,81 = 4,60 kWh primari equivalenti a 3.950 kcal. In tal modo solo il 35% dell’energia primaria consumata viene effettivamente utilizzata dall’utente.

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 tipo di apparato la resa globale, che dipende dal bruciatore, la caldaia, ecc. si aggira sullo 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 1.400 kcal sono quindi necessarie in un giorno 1.750 kcal (ossia 2,04 kWh).

Confronto di consumi energetici tra i due casi esaminati

Ferme restando le ipotesi sopra enunciate ed il quantitativo pro capite di acqua necessaria, nel caso dello scaldabagno a gas rispetto allo scaldabagno elettrico si risparmierebbero circa 2,5 kWh al giorno a persona.

Ipotizzando che una diffusione in Italia degli scaldabagni a gas del solo 30% rispetto a quelli elettrici, dovuta al costo iniziale notevolmente inferiore per i primi, gli scaldabagni elettrici da sostituire sarebbero da 7 a 10 milioni (circa il 70%). Nella ipotesi di 8,5 milioni, e nella ipotesi che ciascun scaldabagno sia utilizzato da tre persone e non tenendo conto per gli elettrici dell’acqua prodotta  e non utilizzata, se si vietasse l’uso di quest’ultimi, si avrebbe un risparmio energetico di circa 23 TWh equivalente alla produzione di circa 2,5 centrali nucleari da 9 TWh anno, cioè simili a quelle che si vorrebbero costruire in Italia (vedi centrale Finlandese di Olkiluoto). invece di spendere 15 miliardi di euro per 2,5 centrali, come si deduce dalla esperienza finlandese, il governo potrebbe dare un contributo di 1.500 euro a scaldabagno sostituito (cifra più che sufficiente per installare uno scaldabagno a gas) e ci guadagnerebbe sia come costo iniziale che come risparmio energetico futuro.

 

Utilizzo di pannelli solari termici

Se all’uso di uno scaldabagno a gas si associa l’uso di pannelli solari termici il risparmio energetico può arrivare a valori veramente notevoli. Supponiamo di voler installare un pannello termico  per un appartamento.

Un pannello solare termico impiega circa 10 ore per riscaldare l’acqua del serbatoio. Il periodo di tempo necessario è fortemente variabile in base all’esposizione solare, alla stagione, alle condizioni meteorologiche e alla latitudine. Quando il cielo è coperto e in inverno il rendimento dei pannelli solari cala dagli 80° ai 40°. Nelle ore notturne è soltanto possibile utilizzare l’acqua riscaldata precedentemente nelle ore del giorno. Una volta esaurita occorrerà attendere di nuovo il sorgere del giorno e le ore necessarie per riscaldare nuovamente l’acqua. Per queste ragioni è consigliabile abbinare il pannello solare termico a una caldaia a gas.

Il numero dei pannelli solari termici determinato dalle esigenze dell’utenza e dal clima del luogo. Un pannello termico della dimensione di un metro quadro riesce a soddisfare in media 80-130 litri d’acqua calda al giorno alla temperatura media di 40°. Il consumo medio di acqua calda per persone è di circa 50 litri al giorno, pertanto un metro quadro di pannello dovrebbe soddisfare le esigenze d’acqua calda di 2 persone.

Le principali domande di chi si interessa per la prima volta ai pannelli solari termici termici sono del tipo: "e quando piove? quando è nuvoloso? di notte?". La tecnologia ha superato da tempo questi handicap. L’acqua sanitaria riscaldata viene mantenuta in serbatoi coibentati per garantire un’autonomia per molte ore. Non si spiegherebbe altrimenti perché molti paesi europei con un livello di insolazione molto inferiore all’Italia abbiano già investito nei pannelli solari termici …molto più del nostro paese del sole! I pannelli solari, o collettori termici, sono diventati una realtà di tutti i giorni in Germania e in Austria dove la superficie occupata dai pannelli solari termici molto più grande di quella occupata attualmente in Italia.

L’accoppiata pannello solare (1-2 mq) caldaia a gas rappresenta quanto di più efficiente si possa pensare per la produzione di acqua calda sanitaria. In questo caso il risparmio tende a più che raddoppiare e si avrebbe l’equivalente di circa 8 centrali atomiche da 9 Twh.

Mario Spedaletti