Sts-Med Regional Meeting - Montagnino

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Intervento di Fabio Maria Montagnino al workshop regionale STS-Med dal titolo"I sistemi a concentrazione solare poligenerativi - una risposta integrata al fabbisogno energetico delle comunità mediterranee" - Palermo 6 Novembre 2013

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Sts-Med Regional Meeting - Montagnino

  1. 1. STS-Med Small scale thermal solar district units for Mediterranean communities PROJECT OVERVIEW Fabio Maria Montagnino Project coordinator regional meeting_palermo_06_10_2013
  2. 2. concept Il progetto STS-Med ha I suoi riferimenti nei documenti strategici di politica energetica dell’area mediterranea che individuano nell’energia solare la risorsa di riferimento per un futuro decarbonizzato. La principale sfida per l’adozione diffusa e di larga scala delle tecnologie solari poligenerative è costituita dalla loro integrazione e dall’opportuno adattamento alle condizioni specifiche sia ambientali che urbanistiche e sociali delle regioni solar GNI in the mediterranean regions, source: www.solargis.info rivierasche, con lo sviluppo di dimostratori accompagnati da linee guida e trasferimento di know-how a decisori, investitori, tecnici e installatori. regional meeting_palermo_06_10_2013
  3. 3. approccio sociale energy living labs: sistemi energetici sviluppati da una comunità di tecnici e utilizzatori L’approccio dei living lab è stato introdotto con successo nel campo dell’innovazione nel settore ICT. L’idea di base è quella di coinvolgere gli utilizzatori sin dalla fase di progettazione delle nuove soluzioni, in modo da garantire che la tecnologia risponderà a bisogni ben precisi della comunità di riferimento. Questa metodologia sta già supportando lo sviluppo di sistemi intelligenti di gestione dell’energia nell’ambito dell’implementazione del concetto di smart city e può ulteriormente essere sviluppata nel campo energetico. regional meeting_palermo_06_10_2013
  4. 4. approccio tecnologico Sul piano tecnologico si tratta di trovare una via per il downscaling di tecnologie applicate nei grandi impianto alla scala dei piccoli distretti energetici, ottenendo flessibilità, basso impatto, riduzione del consumo di suolo. Impianto CSP da decine di MW Impianto solare di riscaldamento per un distretto urbano. regional meeting_palermo_06_10_2013
  5. 5. verso i sistemi solari multipurpose Sono, infatti, disponibili tecnologie appropriate – seppure a differenti stadi di maturità – per la conversione della radiazione solare in differenti prodotti energetici in grado di coprire i fabbisogni specifici delle communità su scala locale (produzione di elettricità, riscaldamento, condizionamento, produzione di freddo, purificazione dell’acqua, fornitura di calore/freddo di processo, persino la produzione di carburanti). modalità di produzione di freddo da radiazione solare (henning 2007) regional meeting_palermo_06_10_2013
  6. 6. obiettivo generale del progetto Promuovere ed implementare tecnologie innovative e trasferire know-how nel campo dell’energia solare, coinvolgendo il settore privato ed in particolare le PMI, con particolare riferimento alle soluzioni implementabili in edifici pubblici attraverso procedure pubbliche di acquisto. campo solare a concentrazione di tipo PT (ENEA Casaccia) e collettore LFR (Tunisia). LFR collector regional meeting_palermo_06_10_2013
  7. 7. obiettivi specifici di progetto  facilitare l’adozione di sistemi solari integrati a concentrazione nelle regioni del bacino Mediterraneo, attraverso la definizione di un toolbox flessibile di soluzioni CS che ne dimostrino la validità in edifici di utilizzo pubblico.  mostrare l’efficacia di tecnologie prodotte in attività di ricerca attraverso la loro applicazione in unità dimostrative.  creare nuove opportunità commerciali e industriali migliorando le competenze di tecnici e professionisti e sostenendo la massa a punto di filiere produttive nel settore solare da parte di PMI operanti nelle regioni coinvolte.. regional meeting_palermo_06_10_2013
  8. 8. risultati attesi      ottimizzazione dell’approccio nei diversi contesti climatici e applicativi. maggiore consapevolezza da parte dei gruppi target (decisori, professionisti, imprese, cittadini). supporto nella messa a punto di incentivi specifici. consolidamento delle reti di collaborazione in campo solare a livello Mediterraneo. sviluppo di una prospettiva industriale e occupazionale. regional meeting_palermo_06_10_2013
  9. 9. i partner Consorzio ARCA ENEA Cyprus Chamber of Commerce &Industry ITALY ITALY CYPRUS Sicily Lazio The Cyprus Institute CYPRUS Al Balqa Applied University JORDAN Irbid Millenium Energy Industries JORDAN Amman Academy for Scientific Research and Technology EGYPT Al-Ismailiyah Elsewedy Electric Institute of Accelerating Systems and Applications CEEI Provence EGYPT GREECE FRANCE Al-Ismailiyah Attiki Provence-Alpes-Côte-d’Azur New and Renewable Energy Authority EGYPT Ministry of Energy & Mineral Resources Sicilian Region, Department of Productive Activities CEA - Alternative Energies Atomic Energy Commission JORDAN ITALY FRANCE Sicily Provence-Alpes-Côte-d’Azur regional meeting_palermo_06_10_2013
  10. 10. il network regional meeting_palermo_06_10_2013
  11. 11. attività WP1 WP2 WP3 Gestione e coordinamento del progetto. Comunicazione e diffusione dei risultati. Capitalizzazione e sfruttamento dei risultati. WP4 Scenari di mercato per il sistemi solari poligenerativi a concentrazione nell’area mediterranea. Tecnologie, integrazione e progettazione del toolbox di applicazioni solari a concentrazione. Messa a punto di componenti di piccola scala e integrazione in unità dimostrative. Trasferimento di know-how e formazione di progettisti, installatori e tecnici. WP5 WP6 WP7 regional meeting_palermo_06_10_2013
  12. 12. indicatori  400kW di incremento nell’utilizzo di energia solare in modalità poligenerativa (riscaldamento, raffreddamento, illuminazione , elettricità,…) attraverso la realizzazione di 4 impianti demostrativi in 4 Paesi (Italia, Cipro, Egitto, Giordania), in edifici pubblici.  20 comunità locali coinvolte.  200 gestori di edifici pubblici e 20.000 utenti finali posti a contatto con le soluzioni solari poligenerative.  30 autorità publiche coinvolte nel processo di miglioramento delle politiche.  1.000 professionisti formati in attività di sviluppate presso le unità dimostrative.  60 investitori, 30 cluster/distretti e 600 PMI coinvolti nello sviluppo del contesto imprenditoriale; 40 PMI selezionate per far parte delle filiere generate dalla costruzione degli impianti pilota. regional meeting_palermo_06_10_2013
  13. 13. il logo Il logo del progetto rappresenta la molteplicità delle possibili applicazioni dell’energia solare e la collaborazione tra i partner e gli stakeholder. E’ stato ispirato dal pavimento della Cattedrale di Monreale, costruita durante la dominazione normanna da artisti islamici, che rappresenta un simbolo della comune cultura mediterranea. regional meeting_palermo_06_10_2013
  14. 14. gli strumenti di comunicazione Leaflet Poster Flyer Banner Newsletter 2nd project meeting Nicosia, Cyprus 24‐25 October 2013
  15. 15. stampa, web&social media STS website  STS twitter account @STSMed stsmed2013 2nd project meeting Nicosia, Cyprus 24‐25 October 2013
  16. 16. comprehensive technology report regional meeting_palermo_06_10_2013
  17. 17. esempio: generazione di potenza Small/micro steam turbines ORC systems CPV&PV systems Brayton minitower Stirling Engines regional meeting_palermo_06_10_2013
  18. 18. lo sviluppo del CS toolbox 1) collettori solari 2) fluidi di scambio 3) storage termico (TES) 4) generatore di potenza 5) trattamento acque 6) heating&cooling regional meeting_palermo_06_10_2013
  19. 19. scenario di riferimento per il toolbox     I livelli di radiazione sono quelli tipici dell’area mediterranea. La potenza termica nominale dell’impianto è compresa tra 10 e 1.000 kW (100 kW circa per ciascuno degli impianti pilota). Gli impianti devono fornire servizi energetici (elettricità, caldo, freddo, e trattamento delle acque) a edifici pubblici (scuole, ospedali, edifici sportivi, …): gli audit mostrano che l’elemento chiave dei consumi di questi edifici in area mediterranea è oggi identificabile nei sistemi di raffreddamento e raffreddamento/riscaldamento. Bisogna identificare il miglior compromesso tra costi di investimento, fecilità di gestione, compattezza, affidabilità e flessibilità. regional meeting_palermo_06_10_2013
  20. 20. quale configurazione scegliere? Una volta individuati gli intervalli operativi delle configurazioni integrate possibili (T1, T2, T3, …) sarà possibile identificare la possibile copertura dei carichi tipici delle condizioni di utilizzo (C1, C2, C3, …) ricavate dai case studies. regional meeting_palermo_06_10_2013
  21. 21. configurazioni del toolbox Esempio T1: CPV + chiller/MED T1 regional meeting_palermo_06_10_2013
  22. 22. configurazioni del toolbox Esempio T2: Dish-Stirling + chiller/MD T2 regional meeting_palermo_06_10_2013
  23. 23. configurazioni del toolbox Esempio T3: CSP + ORC (dal TES) + chiller/MD in co-generazione T3 regional meeting_palermo_06_10_2013
  24. 24. sito demo - Egitto SEKEM Medical Center Building Nord dell’Egitto, latitudine 31° and longitude 30° Radiazione solare: 6.6 - 7 KWh/m2/giorno Istituito nel 1997 offre servizi nell’ambito di 15 cliniche specialistiche a oltre 35.000 pazienti annualmente. regional meeting_palermo_06_10_2013
  25. 25. caratteristiche sito demo - Egitto Pompe di calore: 51 kW Illuminazione: 2.5 kW Apparecchi elettrici: 3.96 kW Pompe d’irrigazione: 15 kW Apparecchi medicali: 9.5 kW Carico totale dell’edificio: 82 kW regional meeting_palermo_06_10_2013
  26. 26. 2nd Project Meeting– Nicosia, Cyprus 24 -25 26 October 2013
  27. 27. configurazione trigenerativa con ORC Opzione 1: trigenerazione in parallelo Opzione 2: trigenerazione in cascata regional meeting_palermo_06_10_2013
  28. 28. sito demo - Cipro priorità: produzione di acqua dissalata o purificata (tecnologia MED a bassa/media entalpia)
  29. 29. sito demo - Cipro
  30. 30. sito demo - Cipro Sito alternativo Nei campi da golf e nei grandi alberghi la legge impone la produzione di acqua da dissalazione alimentata da FER.
  31. 31. sito demo - Giordania Al-Balqa Applied University - Al-Huson University College 85 Km a nord di Amman, 13 Km dalla città di Irbid. Sono presenti sette edifici, l’edificio demo è Al-Khawarzmi Engineering building, costruito nel 2001, dotato di aule, laboratori e uffici. regional meeting_palermo_06_10_2013
  32. 32. sito demo - Giordania Area disponibile AL-Khawarzmi Engineering building consiste di due piani di 953 m² ciascuno. L’area disponibile sul tetto è pari a 600 m² regional meeting_palermo_06_10_2013
  33. 33. sito demo - Giordania Required Target Remark 5 Month per year Cooling 160 KW (Thermal) Staff offices & Labs 6 hour/day 5 day/Week 5 Month per year Heating Electricity 180 KW (Thermal) 9,000 - 13,500KWh/month (Electrical) Whole Building Lighting 6 hour / day 5 day/Week Winter - Summer regional meeting_palermo_06_10_2013
  34. 34. sito demo - Giordania 4. Site Assessment & Analysis The most suitable technology of solar collectors for this pilot project: 1. Compound parabolic concentrator (CPC) 2. 3. Parabolic trough collector (PTC) Linear Fresnel reflector (LFR) regional meeting_palermo_06_10_2013
  35. 35. sito demo - Giordania Type CPC PTC LFR Up to 120 No Up to 250 Yes Up to 250 Yes Application DHW / Space heating / Space Cooling / Desalination DHW / Space heating / Space Cooling / Power generation / Desalination DHW / Space heating / Space Cooling / Power generation / Desalination Heat Transfer Medium Water / Water –Glycol Thermal Oil Thermal Oil 47 - 59 % Direct , Diffuse 43 -58 % Direct (DNI) Cleaning , Tracking and Wind load 36 - 46 % Direct (DNI) Cleaning , Tracking and Wind load Operating Temp. ⁰C Tracking System Solar-to-Thermal Efficiency Solar Radiation type (needed) Operation and Maintenance issues Cleaning regional meeting_palermo_06_10_2013
  36. 36. sito demo - Sicilia Centro Civico - Menfi regional meeting_palermo_06_10_2013
  37. 37. sito demo - Sicilia Centro Civico - Menfi 22.000 mq di area 400 mq sui tetti Roof 200sqm AREA DISPONIBILE CENTRO CIVICO Roof 200sqm regional meeting_palermo_06_10_2013
  38. 38. sito demo - Sicilia Type of energy consumption lighting 9% Centro Civico – Menfi Other 10% Oltre il 60% dell’energia è utilizzata per il riscaldamento/raffreddamento 40% dell’energia per altri servizi Computer 20% Heating and cooling 61% 35000 30000 25000 20000 Lighting 15000 Other 10000 Computer 5000 Heating and Cooling Dicember November October September August July June May April March February Jenuary 0 regional meeting_palermo_06_10_2013
  39. 39. sito demo - Sicilia Piscina comunale – Petralia Sottana 25 Km dalla costa a circa 1.000 m di altitudine, clima montano. regional meeting_palermo_06_10_2013
  40. 40. sito demo - Sicilia Piscina comunale – Petralia Sottana Public Pool Public Hospital regional meeting_palermo_06_10_2013
  41. 41. sito demo - Sicilia Piscina comunale – Petralia Sottana Sarebbe possibile integrare una caldaia a biomassa di nuova costruzione, già presente, per bilanciare la produzione di energia sia giornalmente che stagionalmente, trasferendo l’eventuale eccesso all’ospedale. regional meeting_palermo_06_10_2013
  42. 42. sito demo - Sicilia Incubatore ARCA Consorzio Arca 3.000 mq disponibili. regional meeting_palermo_06_10_2013
  43. 43. sito demo - Sicilia Electric energy source ARCA (2012) Incubatore ARCA Other 2% Circa il 60% odell’energia è utilizzata per il riscaldamento/raffreddamento 40% dell’energia per altri servizi lighting 28% Cooling 33% Computer 11% Heating 25% 20000 18000 Hot Water 1% 16000 14000 12000 10000 8000 Hot Water Other Computer 6000 Lighting 4000 Heating 2000 Cooling 0 regional meeting_palermo_06_10_2013
  44. 44. sito demo - Sicilia Il progetto è stato integrato in una più ampia riqualificazione dell’area a cavallo tra il parco universitario e quello cittadino. regional meeting_palermo_06_10_2013
  45. 45. sito demo - Sicilia Le tecnologie dovranno rispondere alla specifica domanda dei tre siti: Ipotesi di lavoro: • Menfi: HCPV + SHC • Petralia: CPC ibridizzato con biomassa + ORC • Palermo: Linear Fresnel Solar Collector + ORC + + TES chiller 2nd Project Meeting– Nicosia, Cyprus 24 -25 October 2013 regional meeting_palermo_06_10_2013
  46. 46. il mondo sta cambiando Ipcc report 2013
  47. 47. i cambiamenti stanno accelerando Ipcc report 2013
  48. 48. ancora più gas? E' EMERGENZA ENERGIA 05/11/2013 17:16 Intervenuto a una conferenza alla Johns Hopkins University di Washington, l'ad Eni Scaroni ha fatto il punto sulla situazione energetica europea. Con gli Usa sempre più competitivi grazie allo "shale gas" e un mercato Ue penalizzato da prezzi altissimi,elevato costo del lavoro e bassa domanda, "per l'Europa è vera emergenza",dice Scaroni Due possibilità: che anche l'Europa investa sulo shale gas o che si rinegozi il ruolo della Russia, che già oggi fornisce all'Europa il 25% di gas.
  49. 49. le precedenti rivoluzioni industriali le hanno fatte I combustibili fossili…adesso è la volta del SOLE… Expo 1878 di Parigi: produzione di un blocco di ghiaccio da energia solare

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