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Titolo: Pannelli ibridi, FV+T, mi aggiornate?

Recentemente ho letto qualche cosa dei pannelli ibridi, e
apparentemente dovrebbero essere la soluzione ideale in
termini di efficienza e migliore sfruttamento della
superficie disponibile.
Ma vedo sopratutto pubblicita' per la fornitura e posa di
pannelli FV o T. Vi chiedo:
- La tecnologia ibrida e' matura?
- qualcuno ha informazioni o esperienze dirette?
- quali incentivi da stato/regioni?
- ogni commento e' il benvenuto.
Dino

 - ogni commento e' il benvenuto.
Il problema di un collettore ibrido, nell'ipotesi che si voglia usare la 
produzione termica per produrre acqua calda sanitaria (o per 
riscaldamento) e' che le temperature si incrociano.
Il fotovoltaico gradirebbe restare sotto i 40 gradiC.
La produzione di ACS sopra i 40 gradiC.
L'efficienza della cella fotovoltaica dipende fortemente dalla 
temperatura. Fatta 100 la produzione a 25 gradiC, essa scende a 92 
(ovviamente a parita' della altre condizioni, come l'intensita' del sole) 
con temperature intorno a 12 gradiC oppure a 40 gradiC (anche il troppo 
freddo diminuisce l'efficienza). A 60 gradiC poi scenderebbe a 82.
Tra parentesi, la minore efficienza al freddo contribuisce alla minore 
produzione invernale rispetto a quella delle mezze stagioni.
La perdita di efficienza e' indicativamente del 0,25% per le amorfe e 
0,5% per le cristalline per ogni grado di temperatura in piu'. Ad 
esempio, se da 25 passiamo a 40, sono 15 gradiC in piu', ovvero il 12,5% 
di percentuale in meno.
Percio' i pannelli ibridi sono stati introdotti, specie per le regioni 
meridionali italiane, onde raffreddare la temperature del modulo 
fotovoltaico verso temperature massime di 30-40 gradiC.
Occorre capire, che le portate termiche sono rilevanti.
Ad esempio, con un'impianto fotovoltaico da 3 kWpp (15% di efficienza 
cella), nell'ipotesi, abbastanza valida che praticamente quasi tutta 
l'energia radiante venga captata, la potenza termica resa allo 
scambiatore e' intorno ai 16 kW(t). Questo significa in una sola ora una 
energia termica pari a quella prodotta in 2 ore da una caldaia per 
riscaldamento da 8 kW(t). Oppure, in altre parole, e' uguale alla potenza 
di uno scaldacqua istantaneo a gas.
Questo significa che la portata di energia di un impianto fotovoltaico da 
3 kW e' pari a quella necessaria per scaldare al volo l'acqua per una 
doccia (cioe' non servirebbe accumulo). Il problema e' la temperatura. Se 
la lasciamo salire fino a 40 gradiC, alla doccia arriva a 35-37 gradiC.
Pero' avrei un'idea ci si potrebbe ovviare: come si regola la 
temperatura ? A parita' di temperatura del serbatoio freddo, 
semplicemente variando il flusso d'acqua. Per semplicita' consideriamo 
che il serbatoio freddo sia uno specchio d'acqua, in cui e' immersa la 
serpentina, la cui temperatura sia 20 gradiC. Semplificando in modo 
estremo l'esempio (non considerando dispersioni lungo il percorso, 
resistenza termiche, etc.) se desideriamo al collettore solare una 
temperatura di 25 gradiC (valore ottimale), la quantita' di calore che 
l'acqua puo' portare via e' proporzionale alla differenza di 5 gradiC tra 
la temperatura di "prelievo" e quella di "scarico".
L'acqua assorbe 1 kCal/kg per ogni gradoK, ovvero 4,19 kJ/kg/gradoK
Percio' con 5 gradiC, puo' trasportare 5 x 4,19 = 20,93 kJ. Se la potenza 
termica e' 16 kW(t), significa che occorre portare via 16 kJ di energia 
termica ogni secondo. Quindi la portata d'acqua deve essere pari ad 
almeno 0,76 kg/s, ovvero circa 0,764 lt/s che significa 46 lt/minuto.
Questo potrebbe essere il flusso durante il funzionamento ordinario.
Supponiamo ora che dimezziamo la portata a 23 lt/minuto. Per portare via 
la stessa quantita' di energia, si deve aumentare il salto termico, che 
da 5 gradiK passerebbe a 10 gradiK, percio' se la temperatura di 
immissione nel modulo e' 20 gradiC, la temperatura d'uscita risulta 
essere di 30 gradiC. Se dimezziamo ancora la portata, a 12,5 lt/minuto, 
il salto termico raddoppia ancora a 20 gradiK e la temperatura di uscita 
sale a 40 gradiC. Se riduciamo ulteriormente a 10 lt/minuto, che 
sarebbero 0,1667 lt/s, per mantenere i 16 kJ/secondo, serve che ogni 
litro "assorba" almeno 96 kJ e questo avviene a 96/4,19 = 23 gradiK di 
differenza. Partendo da 20 gradiC, significa una uscita a 43 gradiC e si 
potrebbe fare la doccia. Durante la doccia, la produzione dei moduli 
fotovoltaici scende del 13%, ma poi terminata la doccia, ripristinate la 
portata a 46 lt/minuto e l'efficienza torna al massimo.
Quanto costa il giochetto ? Se stiamo erogando 3 kW(e), stiamo 
raccogliendo 3 kJ(e) al secondo. Se perdiamo il 13%, perdiamo percio' 
circa 0,39 kJ(e) al secondo. Se la doccia la facciamo in 10 minuti 
(ovvero 600 secondi), perdiamo in tutto 600 x 0,39 = 234 kJ che e' 
l'equivalente di 234/3600 = 0,065 kWh di elettricita', circa 3 ecent tra 
valore dell'energia elettrica e i contributi GSE persi.
Un'altra considerazione e' che anche acqua a 25-30 gradiC puo' essere 
utilizzabile, nel senso che, anche senza modificare gli impianti 
domestici, il fatto di "preriscaldare" con questa acqua l'acqua, ad 
esempoi, per fare la doccia, possiamo dimezzare il consumo di energia, se 
consideriamo che la temperatura dell'acqua potabile e' circa 15 gradi 
meno.
Infine, c'e' anche modo di utilizzare per riscaldamento l'energia termica 
che proviene dai moduli fotovoltaici, semplicemente con una pompa di 
calore, che lavorando con un piccolo salto termico sarebbe molto 
efficiente, con COP costanti superiori a 5 o meglio.
Infine, una soluzione integrativa piu' recente, dal SolarExpo 2011:
http://www.potenzasolare.net/onagro6.html
che messo a valle dei moduli fotovoltaici, puo' aumentare la temperatura 
ai valori desiderati, sfruttando totalmente l'energia termica captata dai 
moduli fotovoltaici ibridi.
Questo e' un'ulteriore esempio di "ciclo combinato". Il primo stadio, il 
modulo fotovoltaico ibrido, apporta, porta l'acqua a 30 gradiC. Il 
secondo stadio. il colettore Onagro, aggiunge altri 15 gradiC, (ma anche 
20, dimensionandolo opportunamente) portando la temperatura finale a 45 
gradiC (o 50 gradiC), che sono valori di temperatura utilizzabili per 
molti usi.
Il vantaggio della soluzione Onagro e' che non richiede energia meccanica 
per funzionare, come invece e' per una pompa di calore.
-- 
Roberto Deboni
[Messaggio Usenet via Tiscali su 
text.giganews.com
. Se leggete via Web il 
sottoscritto informa che non conosce o partecipa al sito/forum Web.]

 
http://www.potenzasolare.net/onagro6.html
ciao
La ditta di Onagro ... Li ho sentiti al tel. Purtroppo al 
momento non lavorano ancora retail per singole utenze 
famigliari, ma prendono solo commesse più grandicelle, tipo 
impianti da 100 kW nominali (probabilmente per fare economia 
di scala).
Li richiamerò, se mi ricordo, da un sei mesi o un anno per 
vedere se la cosa si è smossa.
ciao
Soviet



Grazie per l'informazione, non avevo indicato le mie
necessita'.
Personalmente vorrei capire, ed eventualmente come
utilizzare i materiali e soluzioni tecniche attualmente
disponibili in una abitazione domestica con tetto a falda.
Dino


Ho letto la lunga esposizine tecnica, e mi pare di capire
che (a suo parere) molta attenzione deve esere rivolta alla
gestione del sistema in relazione al tipo di utenza, domanda
e stagionalita', quindi non solo efficienza dei colettori.
Dino