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Il pannello Energy Bond è un pannello ibrido fotovoltaico termico (PVT). Produce energia elettrica ed energia termica.

All’interno del modulo è presente uno scambiatore di calore nel quale scorre un fluido che si riscalda per effetto del calore che la radiazione solare trasmette alle celle fotovoltaiche e che non viene trasformata in energia elettrica.

Una particolare protezione termoisolante in poliuretano ad alta densità, posta sul retro, massimizza la produzione di energia termica rendendo trascurabili le perdite di energia dovute a convezione.

 


Vantaggi comuni ad ogni applicazione

Integrazione architettonica

Il nostro pannello raffreddato è oggi la soluzione migliore e più performante qualora si vogliano adottare soluzioni fotovoltaiche totalmente integrate, ove la funzione di contenimento della temperatura del PVT Energy Bond viene direttamente espletata dal componente termico a bordo del pannello.

Costi & ricavi

Il sistema Energy Bond consente un importante abbattimento dei costi impiantistici necessari ad utilizzare le pompe di calore geotermiche senza per questo diminuire le prestazioni dell’impianto.

In media, per applicazioni residenziali, il costo di sonde geotermiche qualora sussistano i requisiti di fattibilità, si aggira intorno ai 15.000 €, senza contare i disagi inerenti gli scavi, i permessi, ecc. Ad un prezzo analogo con la nostra soluzione è possibile installare un impianto fotovoltaico da 3 kW con integrati i terminali della pompa di calore , equivalenti alle sonde geotermiche.

Snevamento

Il controllo della temperatura del tetto consente lo sbrinamento di pannelli nei periodi invernali consentendo sempre la produzione di energia elettrica anche nei periodi immediatamente successivi a nevicate anche di notevole intensità.

Raffrescamento naturale

Il pannello Energy Bond (in particolarmente la versione con coibentazione posteriore) diminuisce la temperatura delle superfici sopra alle quali viene posizionato.

Un impianto di siffatte caratteristiche contribuisce ad una riduzione sensibile delle frigorie necessarie durante la stagione estiva, per condizionare gli ambienti soprattutto quando esposti direttamente all’irraggiamento solare.

Le pareti continue, quando possibile, ed i piani ultimi sono le casistiche ove l’effetto contenitivo ha la sua espressione massima.

 


Applicazioni principali

Le principali applicazioni del pannello ibrido Energy Bond sono: 

  • Produzione acqua calda sanitaria (ACS);
  • Produzione ACS e riscaldamento invernale;
  • Produzione ACS, riscaldamento invernale e condizionamento estivo; 
  • Raffreddamento impianto fotovoltaico.

Queste applicazioni dipendono dai componenti del sistema che viene abbinato al pannello PVT Energy Bond e dalle finalità di utilizzo dell’energia termica veicolata con l’acqua calda.

Di seguito una descrizione più dettagliata delle principali applicazioni.

Produzione acqua calda sanitaria (ACS)

Il sistema, da punto di vista termico, si comporta in maniera analoga ai normali sistemi con pannelli solari termici.

Le particolari caratteristiche del sistema PVT offrono alle celle fotovoltaiche una condizione di lavoro assai favorevole soprattutto durante la mezza stagione e la stagione estiva.

L’ acqua calda prodotta, per oltre otto mesi all’anno di maggior irraggiamento, solitamente è in quantità notevole rispetto al fabbisogno di una famiglia media. La temperatura a cui viene prodotta, prossima ai 40°C ne consente l’utilizzo diretto senza i tipici sprechi dovuti alla miscelazione con acqua più fredda.

I pannelli solari termici tradizionali sono soggetti ad un pericoloso fenomeno chiamato stagnazione quando, nei mesi estivi, l’impianto si viene a trovare privo di carico termico ( nessuno spilla acqua sanitaria ) . In queste condizioni il calore presente sul collettore determina un aumento della temperatura del collettore stesso ed in particolare dell’assorbitore che contiene il fluido a valori di temperatura anche superiori ai 200 °C Le alte temperature, oltre che rovinare in modo permanente il fluido di circolazione, abbassano la vita media dell’impianto (per questo motivo è buona prassi coprire i collettori tradizionali nei mesi di maggior irraggiamento).

Il sistema Energy Bond non si viene mai a trovare in condizioni di surriscaldamento estivo perché difficilmente le temperatura supera gli 80°C . Inoltre la maggior superficie su cui si sviluppa il sistema termico captante consente una produzione di energia termica decisamente superiore rispetto ai sistemi tradizionali di pari costo, compensando ampiamente il valore di temperatura media leggermente inferiore trasmessa all’acqua sanitaria.

Nei mesi più sfavorevoli l’energia termica accumulata può essere usata a supporto dei sistemi di produzione e riscaldamento tradizionali come lavatrice, lavapiatti, piuttosto che tutte le altre utenze che con acqua calda espletano meglio la loro funzione, compresi i servizi. Il risultato è un abbattimento verticale dei consumi di energia da parte degli elettrodomestici citati, con una riduzione che può arrivare ad oltre l’80 % dell’energia elettrica prima utilizzata.

La pompa di calore (PDC)

Il moduli Energy Bond collegati ad una pompa di calore offrono rendimenti globali e riduzioni dell’energia consumata molto significativi, tipici degli impianti geotermici, con costi nettamente inferiori a quelli delle sonde posate nel terreno.

L’applicazione più conosciuta delle pompe di calore è certamente nel frigorifero domestico. Il sistema è composto da un piccolo compressore che sposta il calore dall’interno all’esterno del frigorifero. Si crea quindi una zona fredda all’interno dell’involucro e una zona calda nel retro del frigorifero.

La particolarità di questa macchina sta nel fatto che essa non fa pagare la quantità di energia che il cliente richiede, ma solamente il lavoro necessario a recuperare questa energia a renderla disponibile.

Per rendere il concetto, e come se si avesse bisogno di una autobotte di gasolio, ma si pagasse di fatto solamente le ore che l’autista del camion ha usato per la consegna!!!

La miniaturizzazione delle PDC, il continuo aumento delle performance tecniche delle stesse e la crescente conoscenza dei prodotti da parte degli addetti ai lavori, ne stanno consentendo una rapida diffusione anche a livello domestico non solo in combinazione con i sistemi di riscaldamento tradizionali, ma anche e soprattutto in alternativa a questi.

Il COP (coefficiente di prestazione) della pompa di calore varia a seconda del livello di temperatura a cui si trova l’energia da scambiare e del livello di temperatura desiderato ma, comunque, con valori medi tali da rendere la PDC una macchina termica la cui efficacia e decisamente superiore alle altre macchine termiche oggi presenti sul mercato.

Con un valore medio di COP pari a 5, si possono per esempio avere a disposizione 10 kWh di energia termica spendendo l’equivalente di 2 kWh di energia elettrica. In altre parole, si può avere una quantità di energia sufficiente per riscaldare un appartamento di dimensioni pari a circa 100 m2 spendendo e quindi pagando l’energia necessaria per alimentare un semplice ferro da stiro !!!

A livello domestico, la pompa di calore, rappresenterà, in termini di novità, ciò che rappresentò la caldaia a condensazione qualche decennio fa.

A beneficio di chi legge, va ricordato che la caldaia a GAS a condensazione rappresenta tutt’ora un modo per gestire meglio l’energia necessaria per la ACS e per il riscaldamento con riduzioni di costi vicini al 25 %. La pompa di calore abbinata al PVT rappresenta invece un modo straordinariamente efficace per recuperare calore da fonti RINNOVABILI, con riduzioni di costi medi pari o superiori al 60 % rispetto ai più convenienti combustibili fossili.

La pompa di calore infatti è una particolare macchina termica in grado di gestire una grande quantità di calore e renderlo disponibile alle utenze nelle forme e nelle condizioni conosciute e soprattutto interfacciabile con gli utilizzatori standard ( bollitori, radiatori, impianti a bassa temperatura ) .

Sistema Energy Bond con pompa di calore

Il pannello PVT svolge la stessa funzione della sonda geotemica, raccogliendo il calore non dal terreno ma dal Sole e dall’ambiente esterno: pioggia, vento, neve; funzionando come uno scambiatore ariaacqua, anche in assenza di irraggiamento.

Il posizionamento sul tetto degli edifici, ne permette un utilizzo semplice poco invasivo e, in questi ultimi anni, incentivato.

La mancanza di sonde geotermiche consente di avere un target di applicazioni decisamente maggiore, perché possibili in qualsiasi zona, basta avere un tetto a disposizione.

In termini di prestazioni, la PDC collegata a sistemi PVT Energy Bond rappresenta una soluzione di assoluto rilievo tale da rendere oggi già obsolete soluzioni tecnologiche emergenti in campo termodinamico come la tecnologia STIRLING piuttosto che le caldaie a idrogeno che stanno vedendo le prime applicazioni soprattutto nel nord Europa

Qualora fosse possibile un semplice dispersore di superfice collegato ai nostri PVT ed alla PDC consente di sommare i vantaggi dei sistemi descritti, perché capace di dissipare SEMPRE il calore in eccesso del PVT durante il periodo estivo, compresa l’energia termica degli ambienti domestici da raffreddare !!!

Energy Bond con pompa di calore e climatizzazione estiva

Le PDC possono lavorare, con l’inversione di ciclo, anche per il raffreddamento estivo, mantenendo tutti i vantaggi rispetto alle tecnologie tradizionali.

Il funzionamento estivo prevede la dispersione, da parte della pompa di calore, del calore prelevato dall’ambiente a temperatura controllata (raffrescato), mediante un dispersore esterno avente dimensioni sufficienti per lo smaltimento di tutta l’energia asportata.

Il funzionamento invernale e la produzione di ACS sono gli stessi descritti al paragrafo precedente.

Raffreddamento per impianti fotovoltaici. Principio di funzionamento.

Lo scambiatore applicato alla superficie posteriore delle celle fotovoltaiche consente di mantenere la temperatura delle stesse ad un valore il più possibile vicino alla temperatura di riferimento (25°C) Questa condizione permette di avere il rendimento massimo delle celle fotovoltaiche ricavandone di conseguenza la maggiore produzione elettrica possibile proprio nei mesi notoriamente più caldi che sono anche i mesi con il maggiore irraggiamento solare.

A causa della elevata temperatura superficiale, i pannelli fotovoltaici tradizionali arrivano a perdere anche il 30% del rendimento durante i mesi estivi a discapito della producibilità elettrica.

L’abbassamento della temperatura dei pannelli aumenta la resa elettrica di circa il 5% ogni 10°C e quindi anche i contributi governativi ad essa collegati.

La quantità di calore asportata con il sistema Energy Bond dipende sostanzialmente da 2 fattori: il primo è la differenza di temperatura tra il modulo fotovoltaico e il fluido vettore in ingresso al pannello mentre il secondo è la portata del fluido stesso.

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