- Casa passiva e fotovoltaico: due sistemi complementari
- Quali sono i vantaggi del fotovoltaico in una casa passiva?
- Come funziona l’integrazione solare in una casa a basso consumo?
- Quale sistema di accumulo scegliere?
- Come orientare e inclinare i pannelli fotovoltaici?
- Qual è il ritorno sull’investimento?
- Come monitorare produzione e consumi?
Una casa passiva è progettata per ridurre al minimo il fabbisogno energetico. In un edificio che consuma così poco, l’integrazione di un impianto fotovoltaico permette di coprire una parte significativa dell’energia necessaria per il funzionamento della casa. L’elettricità prodotta può alimentare gli elettrodomestici, la ventilazione meccanica controllata, la pompa di calore e gli altri impianti presenti nell’abitazione.
Per ottenere il massimo risultato, tuttavia, i pannelli non dovrebbero essere considerati un’aggiunta da valutare al termine dei lavori. La loro posizione, la potenza dell’impianto e l’eventuale sistema di accumulo devono essere definiti insieme all’orientamento dell’edificio, alla forma della copertura e ai consumi previsti.
Casa passiva e fotovoltaico: due sistemi complementari
Il principio alla base di una casa passiva è semplice: prima si riduce il fabbisogno energetico dell’edificio, poi si valuta come produrre in modo efficiente l’energia ancora necessaria.
Il fotovoltaico non è quindi ciò che rende passiva un’abitazione. Le prestazioni dipendono soprattutto dalla qualità dell’involucro, dall’isolamento termico, dalla tenuta all’aria, dalla corretta esposizione e dalla progettazione degli impianti.
Una volta limitate le dispersioni, però, la produzione solare può contribuire a rendere l’edificio ancora più efficiente. Poiché i consumi residui sono contenuti, anche un impianto correttamente dimensionato può coprirne una quota importante.
Nelle case passive in muratura questa integrazione deve essere pianificata fin dalle prime fasi progettuali, mettendo in relazione:
- orientamento e forma dell’edificio;
- superficie disponibile sulla copertura;
- fabbisogno energetico previsto;
- caratteristiche della pompa di calore;
- produzione di acqua calda sanitaria;
- ventilazione meccanica controllata;
- abitudini di consumo degli occupanti;
- possibilità di installare una batteria di accumulo.
L’obiettivo non è montare il maggior numero possibile di pannelli, ma progettare un sistema proporzionato alle reali necessità della casa.
Quali sono i vantaggi del fotovoltaico in una casa passiva?
L’integrazione tra casa passiva e fotovoltaico consente di intervenire sia sui consumi sia sulla produzione energetica.
Riduzione dell’energia prelevata dalla rete
Durante le ore di produzione, l’energia generata dai pannelli può essere utilizzata direttamente dagli impianti e dagli apparecchi presenti in casa. Questo permette di diminuire la quantità di elettricità acquistata dalla rete.
Il vantaggio è particolarmente interessante quando i consumi vengono programmati nelle ore centrali della giornata, facendo funzionare lavatrice, lavastoviglie, pompa di calore o altri carichi mentre l’impianto sta producendo.
Migliore integrazione con gli impianti elettrici
Nelle abitazioni ad alta efficienza è frequente l’utilizzo di sistemi alimentati elettricamente, come pompe di calore, ventilazione meccanica controllata e piani a induzione.
La presenza del fotovoltaico consente di produrre direttamente una parte dell’elettricità necessaria al loro funzionamento, favorendo una gestione coordinata dell’intero sistema edificio-impianto.
Minore esposizione alle variazioni dei costi energetici
Produrre e utilizzare parte dell’energia all’interno dell’abitazione permette di ridurre la dipendenza dalle oscillazioni del prezzo dell’elettricità.
Il risparmio effettivo dipende comunque dalla quantità di energia autoconsumata, dal costo dell’impianto, dalla produzione annuale e dalle condizioni economiche applicate all’energia prelevata o immessa in rete.
Come funziona l’integrazione solare in una casa a basso consumo?
I moduli fotovoltaici trasformano la radiazione solare in energia elettrica. L’elettricità prodotta viene convertita dall’inverter affinché possa essere utilizzata dagli apparecchi e dagli impianti domestici.
Quando l’impianto produce energia, questa viene generalmente destinata prima ai consumi presenti in quel momento. L’eventuale eccedenza può essere immessa nella rete oppure conservata in una batteria, se il sistema prevede un accumulo.
Quando la produzione non è sufficiente, l’abitazione utilizza l’energia accumulata o preleva dalla rete quella mancante.
In una casa passiva il funzionamento è lo stesso, ma cambia il contesto nel quale l’impianto viene inserito. La forte riduzione del fabbisogno rende ancora più importante dimensionare correttamente il fotovoltaico.
Un impianto sovradimensionato può produrre molta energia nei momenti in cui la casa non riesce a utilizzarla. Per questo la progettazione dovrebbe partire da una stima realistica dei consumi, considerando non solo la situazione presente, ma anche eventuali necessità future, come:
- installazione di una colonnina per un’auto elettrica;
- aumento del numero di occupanti;
- realizzazione di una piscina;
- aggiunta di apparecchiature elettriche;
- modifica delle abitudini di utilizzo dell’abitazione.
Quale sistema di accumulo scegliere?
La batteria consente di conservare una parte dell’energia prodotta durante il giorno e utilizzarla nelle ore serali o quando l’impianto fotovoltaico non è attivo.
Non è però sempre necessario installare il sistema di accumulo. La sua convenienza dipende dalla distribuzione dei consumi durante la giornata, dalla potenza del fotovoltaico e dagli obiettivi energetici della famiglia.
Capacità adeguata ai consumi serali
La capacità della batteria non dovrebbe essere scelta soltanto in base alla potenza nominale dei pannelli. È necessario valutare quanta energia viene normalmente prodotta in eccesso e quanta ne viene utilizzata dopo il tramonto.
Una batteria troppo piccola può non conservare tutta l’energia disponibile. Una troppo grande, invece, può rimanere parzialmente inutilizzata per lunghi periodi, soprattutto nei mesi con minore produzione solare.
Potenza e compatibilità del sistema
Oltre alla capacità, è importante considerare la potenza che il sistema può erogare, la compatibilità con l’inverter e le modalità di gestione dei diversi carichi domestici.
Se si desidera alimentare contemporaneamente più apparecchi o impianti energivori, la sola capacità espressa in kWh non è sufficiente per valutare l’effettiva adeguatezza della batteria.
Durata e possibilità di ampliamento
Tra gli aspetti da esaminare rientrano anche il numero di cicli previsto, la garanzia, lo spazio necessario per l’installazione e la possibilità di ampliare il sistema in futuro.
Una soluzione modulare può risultare utile quando si prevede un’evoluzione dei consumi, per esempio in seguito all’acquisto di un’auto elettrica.
Funzionamento in caso di interruzione della rete
Non tutti gli impianti con accumulo continuano ad alimentare la casa durante un blackout. Per ottenere questa funzione è necessario prevedere un sistema specificamente configurato per il funzionamento di emergenza.
Anche questo aspetto deve quindi essere chiarito durante la progettazione, evitando di dare per scontato che la semplice presenza di una batteria garantisca automaticamente la continuità dell’alimentazione.
Come orientare e inclinare i pannelli fotovoltaici?
Orientamento, inclinazione, ombreggiamenti e superficie disponibile influenzano la quantità di energia prodotta durante l’anno.
In Italia, un’esposizione verso sud è generalmente favorevole alla produzione complessiva annuale. Non rappresenta però l’unica soluzione possibile.
Un orientamento verso sud-est può anticipare maggiormente la produzione alle ore del mattino, mentre un orientamento verso sud-ovest può spostarne una quota verso il pomeriggio. Una distribuzione dei pannelli sui lati est e ovest può inoltre produrre energia in modo più esteso durante la giornata, anche se con un picco centrale meno elevato.
Anche l’inclinazione deve essere valutata in relazione alla posizione geografica, alla forma della copertura, all’esposizione e agli obiettivi dell’impianto. Non esiste un angolo valido per ogni edificio.
Nella progettazione di una nuova casa passiva, queste valutazioni possono essere affrontate prima di definire definitivamente tetto e volumi. Ciò consente di coordinare meglio architettura, prestazioni energetiche e integrazione visiva dei pannelli.
Qual è il ritorno sull’investimento?
Il ritorno economico di un impianto fotovoltaico non può essere definito attraverso un numero valido per tutte le case passive.
Il tempo necessario per recuperare l’investimento dipende da numerosi fattori:
- costo iniziale dell’impianto;
- potenza installata;
- produzione energetica annuale;
- orientamento e inclinazione dei moduli;
- presenza di ombreggiamenti;
- quota di energia autoconsumata;
- costo dell’elettricità prelevata dalla rete;
- presenza e dimensione dell’accumulo;
- manutenzione e sostituzione dei componenti;
- eventuali agevolazioni disponibili.
L’autoconsumo è uno degli elementi più importanti. In generale, utilizzare direttamente l’energia prodotta permette di valorizzarla maggiormente rispetto alla semplice immissione in rete.
Per una stima attendibile è quindi necessario confrontare il profilo di produzione dell’impianto con il profilo di consumo dell’abitazione. Il calcolo deve essere effettuato su un periodo sufficientemente lungo e basarsi su ipotesi realistiche, senza considerare tutta l’energia prodotta come automaticamente risparmiata.
Nella valutazione complessiva vanno inoltre considerati benefici che non coincidono esclusivamente con il ritorno economico immediato, come la maggiore autonomia, la riduzione dei prelievi dalla rete e l’integrazione con gli impianti elettrici della casa.
Come monitorare produzione e consumi?
Il monitoraggio consente di verificare quanta energia viene prodotta, utilizzata, accumulata e immessa nella rete.
La maggior parte degli inverter e dei sistemi di accumulo mette a disposizione applicazioni o portali dai quali è possibile controllare:
- produzione istantanea;
- produzione giornaliera, mensile e annuale;
- consumi dell’abitazione;
- energia autoconsumata;
- carica e scarica della batteria;
- prelievi dalla rete;
- energia immessa;
- eventuali anomalie dell’impianto.
Questi dati non servono soltanto a controllare il corretto funzionamento dei pannelli. Aiutano anche a comprendere quando viene consumata più energia e a modificare alcune abitudini.
Programmare determinati utilizzi durante le ore di produzione può aumentare l’autoconsumo senza dover necessariamente ampliare l’impianto o la batteria.
Un sistema domotico o di gestione dell’energia può compiere automaticamente alcune di queste operazioni. Per esempio, può attivare determinati apparecchi quando è disponibile un surplus di produzione oppure coordinare il funzionamento della pompa di calore con quello del fotovoltaico.
L’importanza di una progettazione integrata
In una casa passiva il risultato dipende dal modo in cui involucro, impianti e fonti rinnovabili vengono progettati per lavorare insieme.
Prima di definire il fotovoltaico è necessario conoscere il fabbisogno dell’abitazione. Prima di scegliere l’accumulo bisogna comprendere quando verrà utilizzata l’energia. Prima di stabilire la disposizione dei pannelli è indispensabile valutare orientamento, copertura e possibili ombreggiamenti.
Edilmonte realizza case passive in muratura attraverso un approccio che considera l’edificio nel suo insieme. Dalla qualità dell’involucro alla definizione degli impianti, ogni elemento viene studiato in relazione alle caratteristiche del progetto e alle esigenze di chi vivrà la casa.
