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Titolo: Contronto resistenze e pompa di calore da fonte fotovoltaica

Vedo che alcuni ritengono che il fotovoltaico si possa abbinare
con le resistenze elettriche (viste anche proposte di taglia
aziendale, altrove non in queste discussioni, e vedeva
coinvolto l'eolico invece del fotovoltaico).
 
In premessa supponiamo che non ci sono problemi di superficie
per il fotovoltaico, quindi la questione si limita ad un
confronto dei costi.
 
Ipotesi a) si installa Pf kW(p) di fotovoltaico e
           pari potenza in resistenze. La potenza kW(p)
           si ottiene solo in condizioni di massima
           insolazione e ottimale posizionamento del modulo).
           Come ipotesi di partenza supponiamo sia il 90%,
           cioe':
                     Pr = 0,9 · Pf
 
           In quanto all'energia, possiamo approssimare,
           trascurando le perdite elettriche (che ci sono
           anche usando la pompa di calore):
 
                     Et = Ef
 
Ipotesi b) si installa Pp kW(p) di fotovoltaico e
           una pompa di calore di potenze adeguatamente
           minore Pm kW(e)
 
E qui si evidenzia un problema del fotovoltaico abbinato
direttamente ad una pompa di calore: non e' possibile
usare tutta l'energia elettrica prodotta quando la potenza
effettiva del fotovoltaico scende sotto il valore minimo
di funzionamento del motore della pompa di calore.
 
Quindi, per ora, sorvoliamo su questo aspetto (non da
poco) e supponiamo un collegamento con una Pm pari
alla potenza massima mediana dell'impianto fotovoltaico
in quella installazione (quella in kW(p) si ottiene
solo in condizioni di massima insolazione e ottimale
posizionamento del modulo). Come ipotesi di partenza
supponiamo sia il 90%, cioe' Pm = 0,9 · Pp
 
In quanto al COP, non ha senso usarlo, perche' a causa
dell'andamento stagionale delle temperature e la
caratteristica delle moderne pompe di calore di
aumentare l'efficienza al salire della temperatura
esterna, l'energia termica che puo' rendere una
pompa di calore e' molta di piu' quella indicata
dal mero COP nominale (che e' un valore calcolato ad
una ben preciso salto termico e condizione di
temperatura esterna).
E' meglio usare lo HSPF (heating seasonal performance
factor), ovvero la resa stagionale, che ovviamente
dipende strettamente dalla localita'.
Il COP e' preferito dai venditori perche' non hanno
bisogno di sapere dove si vuole installare l'impianto
ed in fondo a loro interessa solo fare il confronto
tra marche e modelli diversi. Ma se vogliamo calcolare
il risparmio per un ben preciso cliente per una ben
precisa abitazione, il COP non ci dice molto.
 
Ipotizziamo un "aria-aria" (niente accumulo) con un
HSPF = 8, minimo per il nord Italia (negli USA, il
minimo suggerito e' di 8,5, le pompe di calore piu'
efficienti arrivano fino a 12,5). Quindi:
 
                Et = 8 · Em
 
Se la Et desiderata e' sempre la stessa, sostituendo
abbiamo:
                Ef = 8 · Em
 
ovvero il fotovoltaico con la pompa di calore deve
erogare:
 
                Em = Ef / 8
 
ovvero 8 volte meno energia ovvero 8 volte meno superficie.
 
Quindi in termini di costi, se l'impianto fotovoltaico
per le resistenze costa C, abbiamo la parita' se la
pompa di calore costa, dalla:
 
                C + Cr = C/8 + Cp
 
                Cp = C + Cr - C/8 = C · 7 / 8 + Cr
 
Se ad esempio, abbiamo un impianto FV da 8 kW(p) che costa
C = 4000 euro e le resistenze costano Cr = 100 euro allora
 
Cp = 4000 · 7 / 8 + 100 = 3'600 euro
 
Quindi, a parita' di energia termica resa (ma occupando
8 volte meno superficie) una pompa di calore e' in pari
con in termini costi con FV+resistenze se costa 3'600
euro per ogni 8 kW installati. Notare che ho preso un
costo del fotovoltaico di 500 €/kW(p). Se fosse il
doppio, il Cp aumenta a 7'100 euro, se fosse la meta',
il Cp scende a 1'800 euro.
 
Ma dietro a questi calcoli c'e' un problema. Usando
lo HSPF abbiamo un realistico valore di quanta energia
rende la pompa di calore nella stagione di funzionamento,
ma dietro e' nascosto che la pompa di calore rende
proporzionalmente piu' energia quando meno ci serve,
cioe' l'inizio e fine della stagione invernale.
E quindi usando l'HSPF avremo un dimensionamento
scarso durante le settimane piu' fredde della
stagione invernale.
 
Lo stesso problema si ha usando il fotovoltaico per
riscaldare delle resistenze (e questo viene moltiplicato
nel caso della pompa di calore): il fotovoltaico
fornisce piu' energia quando ne serve meno.
E quando il fotovoltaico lavora meglio, si hanno
esuberi. Cosa se ne fa ?
 
Ecco perche' la soluzione "fotovoltaico" con resistenze
non e' ottimale, ma meglio (solo per le aziende
elettriche, perche' non esiste un valido micro-eolico di
taglia domestica) l'eolico abbinato a resistenze per
riscaldare d'inverno.

 altrimenti mischiamo le unità di misura
 
Prendo atto, avevo assunto che fosse l'equivalente
"invernale" del SEER. Ma che idiozia!!!
Ma per quale idiozia passare da rapporti adimensionali
come il COP e il SEER ad un rapporto dimensionale ?
 
E che figura da chiodi per il sottoscritto che non
aveva controllato. Tra l'altro mi sembrava strano
che fossi cosi' piu' basso del SEER.
 

 (winter energy efficiency ratio).
 
Merda, c'e' l'avevo sulla punta della lingua, ora mi
sono ricordato, sarebbe il SCOP (seasonal COP).
 
Quindi HSPF · 0,293 = SCOP (e non COP).
 
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