Soluzione impiantistica per la realizzazione della
Casa Ecolibera off-grid

Studio di fattibilità preliminare

1- Ipotesi di progetto

 

Abitazione
200 metri quadri, su due piani di 100 metri ciascuno.
Involucro
Edificio realizzato con tecnologie costruttive consone ad un edificio altamente performante.
Completamente isolato. 15 cm isolamento su pareti, 8 cm su tetto. Serramenti a triplo vetro basso emissivo.
Ombreggiamenti
Tende solari automatiche sulle vetrate esposte a sud.
Impianti termici
Sistema di riscaldamento radiante a pavimento.
Pompa di calore aria/acqua reversibile riscaldamento, acqua calda sanitaria e raffrescamento.
Pannelli solari termici sottovuoto per la produzione di acqua calda sanitaria ed integrazione al riscaldamento.
Sistema di ventilazione meccanica controllata con deumidificazione e batteria di raffrescamento integrata.
Elemento di arredo termo camino a legna
Impianti idrici
Sistema di raccolta ed alimentazione acque piovane per servizi cassette wc ed irrigazione.
Sistema di potabilizzazione acqua piovana per rete acqua domestica.
Impianti elettrici
Impianto elettrico domotico completi di termoregolazione, antintrusione e vidocitofonia con controllo dei carichi
e gestione delle priorità utenze su più livelli.
Impianti ausiliari
Impianto fotovoltaico in pannelli al silicio monocristallino con accumulatori al litio.
Impianti fognari
Collegati alla rete fognaria pubblica come da normativa.

2 – Dimensionamenti

2.1 – Pannelli Solari Termici

La fonte primaria di energia termica è il sole ed i pannelli solari termici devono essere dimensionati per coprire gran parte del fabbisogno di energia.
Per la casa in oggetto con n.8 pannelli è possibile coprire circa l’85% del fabbisogno di ACS e il 45 % del fabbisogno di riscaldamento.
Aumentando il numero di pannelli la percentuale coperta si alza di pochi punti percentuali e l’intervento non risulta più significativo.

2.2 – Dimensionamento pannelli fotovoltaici

2.2.1 – Dimensionamento per fabbisogni involucro

I pannelli solari fotovoltaici dovranno fornire tutta l’energia elettrica necessaria all’abitazione. Un dimensionamento dei pannelli o dei sistemi di accumulo insufficiente porterebbe all’assenza di corrente elettrica per l’edificio in alcuni momenti durante l’anno, con conseguenti gravi disagi per gli occupanti.
Le principali utenze elettriche presenti nell’abitazione sono:

-pompa di calore per il riscaldamento, raffrescamento e ACS;
-sistema di ventilazione meccanica controllata;
-servizi ausiliari degli impianti;
-impianto stoccaggio e potabilizzazione acqua;
-illuminazione;
-carichi pesanti (lavatrice, piano cottura, forno..)
-domotica ed automazione.

A partire dai fabbisogni dell’edificio-involucro è possibile determinare il dimensionamento dei pannelli fotovoltaici relativi a questi servizi.

Da grafico si evince che sono necessari 8,2 kWp di pannelli fotovoltaici -30° sud- per soddisfare il fabbisogno di energia elettrica, relativo ai fabbisogni involucro, anche durante i mesi invernali. Nel mese più sfavorito, l’edificio ha necessità di circa 330 kWh/mese di energia elettrica, pari a circa 11,5 kWh giorno.
Per far fronte ad un periodo di tre giorni consecutivi di assenza totale di luce solare è necessario predisporre un accumulo di circa 35 kWh.

2.2.2 – Dimensionamento per fabbisogni involucro

Diversamente dai fabbisogno dell’involucro, i fabbisogni relativi alle utenze sono strettamente peculiari e legate agli apparecchi ed alla frequenza/modo di utilizzo derivanti dalle abitudini dell’utente.
Si possono comunque ipotizzare circa 7.000 kWh anno di consumi per un abitazione di questo tipo, fornita di tutte le utenze comuni e considerando anche la presenza dei piani ad induzione e dei sistemi di pompaggio e potabilizzazione acqua.
Questi consumi sono suddivisi uniformemente lungo tutti i dodici mesi, per un consumo mensile di circa 585 kWh/mese.
Dalle simulazioni si evince che 1 kWp di fotovoltaico produce circa 43,5 kWh/giorno e pertanto sono necessari ulteriori 13,5 kWp da installare per far fronte a questi fabbisogni.
Considerando sempre i 3 giorni di assenza solare continuativa sono necessari 50 kWh di accumulo di energia elettrica per garantire il soddisfacimento di tutti i fabbisogni.

2.3 – Dimensionamento impianto di raccolta e potabilizzazione acqua piovana

Secondo i dati ISTAT il consumo medio di acqua potabile di un adulto è di 175 litri al giorno. Considerando la presenza di 4 persone il consumo giornaliero sarebbe di 700 litri/giorno mentre quello annuale sarebbe di 255 m3/anno.
Considerando una piovosità di circa 1100mm anno, sarebbe necessaria una superficie di raccolta di circa 230 m2, superiore di quella dell’abitazione.
Nel periodo meno piovoso, dicembre e gennaio, è possibile raccogliere circa 30 m2 di acqua piovana in due mesi, a fronte di un consumo di 40 mc.
E’ necessario quindi disporre di un serbatoio di raccolta di circa 20mc per utilizzare l’acqua accumulata nei mesi precedenti.

3 – Riepilogo soluzioni impiantistiche

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