Che caldo vuoi? (bozza)
L'insolazione in Europa. PVGIS © European Union, 2001-2012 [1] [2].
La tabella e il grafico della pagina precedente provengono dal PVGIS, un Geographical Information Sytem pubblico, finanziato dalla Unione Europea e accessibile da chiunque via internet.
I valori d’insolazione del PVGIS sono leggermente inferiori di quelli del SolarGIS (forse perché l’industria solare ha interesse a promuovere se stessa?), e ambedue sono disegnati per il fotovoltaico.
Però nel considerare l’energia solare da utilizzare anche a fini termici sarebbe più corretto usare l’insolazione totale, comprendente anche la parte rossa dello spettro, che il fotovoltaico non sfrutta, ma che porta calore come gli altri colori.
Ed allora, ecco una mappa dell’insolazione totale fornita dalla 3TIER, una ditta americana di consulenza nella scelta dei siti rinnovabili.
Mean Annual Solar Irradiance, estratto da 3TIER Resource Maps [3].
Come si vede dal colore di Roma, il valore di 190 /mq è confermato anche dalla mappa 3TIER. Sapere, quindi, quanta energia solare arriva in un certo posto è possibile ed abbastanza facile.
Più difficile è sapere quanta energia occorra per scaldare la casa. Anche se sul web ci sono diversi software per calcolarlo, la maggior parte di quelli trovati da Google sono piuttosto complicati e non permettono di indicare la temperatura esterna. [4]
Il più semplice calcolatore che ho trovato si trova su questo sito pubblico neozelandese: http://www.energywise.govt.nz/tools/heater-sizing-calculator e permette di farsi velocemente un’idea di quanta energia abbia bisogno la nostra casa.
La Nuova Zelanda è lontana, ma Wellington, la sua capitale si trova a 41° di latitudine sud (Roma a 41° nord) ed ha una temperatura media invernale di 9 °C (Roma di 8 °C).
Il calcolatore del sito neozelandese.
L’Italia si estende su dieci paralleli: da 37° a 47° Nord. La Nuova Zelanda, che sta agli antipodi, da 35° a 47° Sud. In pratica, questa coincidenza permette di usare il sito per calcolare i fabbisogni energetici delle località italiane che si trovano alla stessa latitudine di quelle neozelandesi.
Naturalmente, un calcolatore disegnato espressamente sulla geografia italiana, sarebbe stato più comodo. Sicuramente un genio italiano (che il mondo c’invidia) lo ha già inventato, ma i neozelandesi lo hanno probabilmente copiato, riuscendo a penetrare nel sito segreto ove l’autore lo teneva gelosamente nascosto, ed ora lo spacciano per loro.
Per vedere quanto ci vuole per tenere a 20 °C un attico di 100 mq, scomponiamolo in 4 stanze da 25 mq che abbiano ciascuna due lati esterni. Poi supponiamo che sia il tetto che i muri siano termicamente isolati e che sotto ci sia un appartamento riscaldato. Supponiamo anche che le finestre occupino il 25% dei muri laterali, ma che non abbiano i doppi vetri.
In queste condizioni il calcolatore neozelandese dice che occorre un riscaldamento da 3 kW per mantenere una stanza da 25 mq a 20 °C, mentre fuori ci sono 0 °C (considerata la temperatura più bassa raggiungibile a Roma o a Wellington).
Dato che l’attico è composto da quattro stanze uguali, il suo fabbisogno massimo sarebbe allora di 12 kW. Si noti che mettendo i doppi vetri si risparmierebbe almeno 1 kW. Si noti pure che, considerando un isolamento molto spinto, staremmo in pratica approssimando l’appartamento di un piano intermedio ed arriveremmo ad una richiesta massima di circa 10 kW. Basterà il sole a riscaldarlo?
Il valore teorico d’insolazione che abbiamo calcolato nel paragrafo precedente era un rassicurante 19 kW, ottenuto soltanto dal tetto dell’attico (senza contare l’energia che avremmo potuto raccogliere dalla facciata esposta a sud). Peccato però che 19 kW fosse il valore medio annuale, da moltiplicare per 0.4 nei due mesi più freddi, arrivando così a circa 8 kW.
Però, alla latitudine di Roma (41°) al solstizio d’inverno il sole arriva al massimo a 26° [5], per cui la parete verticale dell’attico esposta a sud è bene illuminata e può contribuire quanto un altro mezzo tetto, aggiungendo in teoria altri 4 kW all’insolazione.
Perfetto: 12 kW il fabbisogno, 12 kW l’insolazione, possiamo cantare vittoria! Mentre cantiamo arriva una perturbazione invernale che durerà cinque giorni. Cinque giorni in cui il fabbisogno sarà di 12 kW e l’insolazione zero. Cinque giorni in cui la canzone si ghiaccerà in gola.
[1] Šúri M., Huld T.A., Dunlop E.D. Ossenbrink H.A., 2007. Potential of solar electricity generation in the European Union member states and candidate countries. Solar Energy, 81, 1295–1305, http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/.
[2] Huld T., Müller R., Gambardella A., 2012. A new solar radiation database for estimating PV performance in Europe and Africa. Solar Energy, 86, 1803-1815.
[3] http://www.3tier.com/en/support/resource-maps/.
[4] È evidente che il fabbisogno energetico dipende dalla differenza di temperatura tra interno ed esterno (quando fuori ci sono 20° non c’è bisogno di riscaldamento). Ma siccome questi calcolatori si trovano sui siti di ditte installatrici, non indicano questo valore, anche se, immagino, siano disegnati per dimensionare l’impianto per il caso peggiore (quando fa più freddo).
[5] 90° - (41° + 23°).