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Il risparmio energetico è una considerevole fonte di energia rinnovabile ed è anche la più …

Il risparmio energetico è una considerevole fonte di energia rinnovabile ed è anche la più
immediata ed accessibile a tutti, spesso con tempi di recupero dell’investimento inferiori a
qualunque tecnologia energetica e a cominciare da scale di investimento minime, anche di
poche centinaia di euro.

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  • 1. Università degli Studi di CataniaCorso di Laurea in Ingegneria GestionaleCorso di Gestione dell’energiaIng. Prof. A. FicheraGestione dell’energia Home Audit Energy Commendatore Antonino Rinaldi Alessandro Anno Accademico 2008 – 2009
  • 2. INDICE Introduzione .......................................................................................................................................... 1 Analisi delle Utenze ............................................................................................................................... 2 Raccolta e Analisi dei Dati ..................................................................................................................... 4 Raccolta Dati ..................................................................................................................................... 4 Analisi grafica dei dati ....................................................................................................................... 6 Analisi delle percentuali di consumo da parte delle utenze ........................................................... 11 Interventi Migliorativi ......................................................................................................................... 16 Risparmio energetico con l’illuminazione ....................................................................................... 17 Intervento sugli elettrodomestici: il frigorifero .............................................................................. 20
  • 3. IntroduzioneIl risparmio energetico è una considerevole fonte di energia rinnovabile ed è anche la piùimmediata ed accessibile a tutti, spesso con tempi di recupero dell’investimento inferiori aqualunque tecnologia energetica e a cominciare da scale di investimento minime, anche dipoche centinaia di euro. Ci sono diversi motivi che, soprattutto negli ultimi anni, induconoad adottare una politica di risparmio energetico: • L’impazzimento del clima globale, con estati sempre più torride e fenomeni meteorologici estremi in aumento; • Aumento forte dei consumi elettrici, che comporta l’attivazione di misure di risparmio energetico per evitare sovraccarichi della rete; • Guadagnare tempo e ridurre l’impatto ambientale, in attesa di sfruttare maggiormente le Fonti Rinnovabili.Il presente studio ha l’obiettivo di effettuare una valutazione di risparmio energetico alivello individuale attraverso un Audit energetico sulla propria abitazione. Pur essendoun’analisi di piccole dimensioni, essa permette di evidenziare problemi tipici di grandistrutture civili ed industriali. In mancanza di una notevole quantità di dati di dettaglio,l’Home Audit Energetico è stato condotto basandosi su rilevazioni effettuate per unperiodo di 29 giorni: i dati, inerenti ai consumi periodici-giornalieri, sono stati misuratiattraverso la visualizzazione degli stessi sul display del contatore elettronico digitaledell’edificio di riferimento. L’abitazione, sita in Via Ingegnere 15, è costituita da 4 vani, 1bagno e 1 cucina.Lo studio è stato condotto attraverso i tre step successivi:1. Analisi Preliminare: comporta l’individuazione delle utenze, delle loro caratteristiche tecniche (potenza di targa) e dei loro consumi reali (potenza istantanea);2. Raccolta ed analisi dei dati: dopo una fase di raccolta dati, essi vengono analizzati attraverso metodi grafici e statistici;3. Interventi di efficienza energetica: viene valutata la convenienza ad effettuare o meno taluni interventi di realizzazione/sostituzione di utenze attuali con utenze energeticamente più efficienti. 1
  • 4. Analisi delle UtenzeLa prima operazione da eseguire consiste nel compilare la Scheda Informativa, da cui sitraggono le indicazioni per eseguire l’analisi delle Utenze.L’analisi comporta una fase di studio delle utenze elettriche presenti in casa e dellarelativa potenza di targa e potenza istantanea (ove possibile), nonché la classificazione, inrelazione al loro utilizzo, in utenze “PERMANENTI”, “RICORRENTI” ed “OCCASIONALI”:si tratta perlopiù di utenze occasionali di consumo non elevato, in quanto non sonopresenti in casa elettrodomestici di uso familiare quali lavastoviglie o lavatrice.La Scheda Informativa contiene l’elenco delle principali applicazioni elettrodomestichepresenti nelle case e ne descrive alcune caratteristiche: presenza nell’abitazione, numerodi utenze, caratteristiche tecniche e tipo di utenza.Tabella 1. Scheda Informativa Presenza Caratteristiche tecniche Tipo di utenza Applicazioni Potenza Elettrodomestiche Si/No Classe P–R–O Targa [W] Istantanea [kW]Frigorifero: Si 0,1 Pcon congelatore incorporatoCongelatore No / / / /Lavatrice No / / / /Lavastoviglie No / / / /Cucina elettrica No / / / /Forno elettrico Si 2000 1,8 OScaldacqua elettrico No / / / /Televisore A 50 RTelevisore B 63 RTelevisore C Si 47 0,3 OLettore Dvd 31 OStereo 28 OComputer A 140 RComputer B 130 R Si 0,5Computer C 140 OComputer D 140 OStufa Elettrica 1 Si 1200 1,0 RStufa Elettrica 2 Si 2000 1,7 OAsciuga capelli Si 2000 1,5 O Illuminazione Presenza Caratteristiche tecniche Tipo di utenza (N°utenze) Classe Potenza P–R–O Targa [W] Istantanea [kW]Lampade 17 1180 1,2 /IncandescentiLampade / / / / /FluorescentiLampade 4 130 0,1 /Alogene 2
  • 5. La potenza istantanea delle utenze riportata in Tabella 1 è stata stimata misurandoladirettamente, attraverso il contatore digitale; quest’ultimo è tarato in modo da percepiredelle variazioni di potenza non inferiori ai 0,1 kW: per tale ragione, alcune potenzeistantanee sono state valutate per gruppi di utenze (televisori e DVD, PC e stampante,gruppo lampade), in quanto singolarmente non erano visibili attraverso il contatore.La valutazione è stata effettuata considerando la potenza istantanea visualizzata dalcontatore al momento dell’accensione delle utenze in esame. 3
  • 6. Raccolta e Analisi dei DatiRaccolta DatiLa misurazione delle potenze è stata eseguita, come stabilito, attraverso la “Scheda diraccolta dati”, che prevede tre rilevazioni giornaliere dei consumi: ore 8.00, ore 14.00 edore 21.00.Secondo tale struttura, è possibile quindi rilevare la “fase” del giorno in cui si hannomaggiori consumi di energia: mattina (8-14), pomeriggio (14-21), notte (21-8); nonché iconsumi giornalieri.Le misurazioni sono state effettuate per un periodo di 29 giorni, con inizio alle ore 8.00 del17 Novembre; mentre il dato finale è riferito ai consumi del 15 Dicembre.Tabella 2. Scheda Informativa: Misurazione dei consumi elettrici giornalieri espressi in kWh. ore 8.00 ore 14.00 ore 21.00 Δ(8-14) Δ(14-21) Δ(21-8) consumi Giorno [kWh] [kWh] [kWh] [kWh] [kWh] [kWh] giornalieri 17-nov 5884 5886 5890 2,00 4,00 5,00 11,00 18-nov 5895 5896 5900 1,00 4,00 4,00 9,00 19-nov 5904 5907 5910 3,00 3,00 3,00 9,00 20-nov 5913 5915 5918 2,00 3,00 3,00 8,00 21-nov 5921 5922,17 5923,53 1,17 1,36 2,14 4,67 22-nov 5925,67 5926,83 5928,19 1,17 1,36 2,14 4,67 23-nov 5930,33 5931,50 5932,86 1,17 1,36 2,14 4,67 24-nov 5935 5937 5939 2,00 2,00 3,00 7,00 25-nov 5942 5943 5948 1,00 5,00 2,00 8,00 26-nov 5950 5951 5956 1,00 5,00 2,00 8,00 27-nov 5958 5959 5966 1,00 7,00 2,00 10,00 28-nov 5968 5970 5978 2,00 8,00 3,00 13,00 29-nov 5981 5985 5992 4,00 7,00 3,00 14,00 30-nov 5995 5998 6004 3,00 6,00 4,00 13,00 01-dic 6008 6010 6018 2,00 8,00 3,00 13,00 02-dic 6021 6024 6032 3,00 8,00 7,00 18,00 03-dic 6039 6044 6051 5,00 7,00 7,00 19,00 04-dic 6058 6062 6069 4,00 7,00 5,00 16,00 05-dic 6074 6079 6088 5,00 9,00 6,00 20,00 06-dic 6094 6101 6108 7,00 7,00 7,00 21,00 07-dic 6115 6120 6126 5,00 6,00 7,00 18,00 08-dic 6133 6139 6144 6,00 5,00 6,00 17,00 09-dic 6150 6154 6161 4,00 7,00 5,00 16,00 10-dic 6166 6168 6172 2,00 4,00 3,00 9,00 11-dic 6175 6177 6179 2,00 2,00 3,00 7,00 12-dic 6182 6183 6184 1,00 1,00 3,00 5,00 13-dic 6187 6189 6191 2,00 2,00 3,00 7,00 14-dic 6194 6195 6196 1,00 1,00 3,00 5,00 15-dic 6199 6201 6205 3,00 4,00 4
  • 7. I dati evidenziati, dalle 14.00 del 21 novembre alle 8.00 del 24 novembre, si riferiscono aun periodo in cui la casa è rimasta disabitata, quindi non è stato possibile rilevare iconsumi effettivi, ma si è fatto ricorso al calcolo di un consumo costante.Per determinare tale valore per prima cosa è stato calcolato il consumo elettrico nelsuddetto periodo (21 nov. – 24 nov. ): ∆Consumi21N-24N = R24N-ore8 – R21N-ore8 = 5935 – 5921 = 14 [kWh] (1.1)(dove R24N-ore8 rappresenta la rilevazione del 24 novembre alle ore 8.00, mentre R21N-ore8si riferisce alla rilevazione del 21 novembre alle ore 8.00)Si è quindi calcolato il consumo orario: ∆Consumi 14 Consumo orario = = = 0.194 [kWh/h] (1.2) 24 ⋅ (n °giorni) 24 ⋅ 3Utilizzando l’espressione (1.2) sono stati quindi determinati i consumi nelle 3 fascegiornaliere precedentemente descritte, moltiplicando per la durata, come si vede nelleespressioni (1.3):∆C8-14 = 6 · Consumoorario= 1,166 [kWh] (1.3a)∆C14-21= 7 · Consumoorario= 1,361 [kWh] (1.3b)∆C21-8 = 11 · Consumoorario= 2,139 [kWh] (1.3c) 5
  • 8. Analisi grafica dei datiI dati precedentemente raccolti sono stati analizzati graficamente per studiare l’andamentodei consumi elettrici nel tempo; in particolar modo sono stati realizzati due grafici nei qualisi riportano l’andamento dei Consumi Giornalieri nel periodo in esame (Figura 1) ed imedesimi consumi dettagliati nelle 3 fasi della giornata: sia in termini assoluti (Figura 2)che in termini di variazione, ovvero di consumo rilevato(Figura 3).Dal grafico si possono identificare dei punti “critici”:• Punti di Massimo Consumo: 6 dicembre (21 kWh);• Punti di Minimo Consumo: 12-14 dicembre (5 kWh).(Naturalmente nel calcolare di punti di minimo consumo, sono stati esclusi quelli che siriferiscono al periodo in cui la casa era disabitata, che sono ovviamente dei minimiassoluti).Figura 1. Andamento dei consumi giornalieri nel tempo consumi giornalieri 25,00 Consumi giornalieri [kWh] 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 18 11 19 11 20 11 21 11 22 1 23 11 24 1 25 11 26 11 27 11 28 11 29 11 30 1 1/ 1 11 12 12 12 13 2 14 12 2 2/ 2 3/ 2 4/ 2 12 6/ 2 7/ 2 8/ 2 9/ 2 12 1 1 1 1 1 1 1 /1 /1 /1 /1 /1 /1 5/ / / / / / / / / / / / / / 17 10 data 6
  • 9. Figura 2. Andamento delle rilevazioni giornaliere distinto nelle 3 diverse fasi del giorno Andamento consumi giornaliero 6240 6220 6200 6180 6160 Consumi energetici [kWh] 6140 6120 6100 6080 6060 6040 6020 6000 5980 5960 5940 5920 5900 5880 5860 5840 5820 5800 5780 5760 5740 5720 18 11 19 11 20 11 21 11 22 11 23 11 24 11 25 1 26 11 27 11 28 11 29 1 30 11 1/ 1 2/ 2 12 4/ 2 5/ 2 6/ 2 12 8/ 2 9/ 2 10 12 11 12 12 2 13 12 14 12 15 12 2 1 1 1 1 1 1 /1 /1 /1 /1 /1 3/ 7/ / / / / / / / / / / / / / / / 17 data kWh ore 8.00 kWh ore 14.00 kWh ore 21.00In Figura 2 è visibile l’andamento dei consumi giornalieri in termini di energia [kWh],distinto per le diverse fasi della giornata.Il grafico permette di evidenziare che l’andamento della crescita non risulta di tiporettilineo, ovvero la crescita non è costante ed è:• particolarmente rapida nel periodo compreso tra l’1 ed il 9 dicembre;• con una pendenza minima nel periodo compreso tra il 13 ed il 15 dicembre.In Figura 3 sono riportati i consumi di energia, ovvero i consumi netti espressi in kWh,nelle 3 fasi del giorno. Dallo studio di tale grafico si può dedurre che:• I consumi risultano massimi mediamente nella seconda fascia della giornata (ore 14.00–ore 21.00);• I consumi risultano minimi mediamente nella prima fascia della giornata (ore 8.00–ore 14.00);• Il massimo consumo (9 kWh) si è verificato in data 5 dicembre nella fascia ore 14.00 – ore 21.00;• I consumi totali del periodo sono di 315 kWh: 76,5 kWh mattutini, 136,08 kWh pomeridiani, 108,42 kWh serali. 7
  • 10. Figura 3. Andamento dei consumi giornalieri distinto nelle 3 diverse fasi del giorno in kWh Consumi energetici nelle diverse fasi della giornata 10 ,0 0 9 ,0 0 8 ,0 0 Consumi energetici [kWh] 7,0 0 6 ,0 0 5,0 0 4 ,0 0 3 ,0 0 2 ,0 0 1,0 0 0 ,0 0 data Consumi mattutini Consumi pomeridiani Consumi seraliPer effettuare lo studio dei consumi energetici rilevati ed identificare le utenze ad essilegate, è risultato particolarmente vantaggioso trasformare i dati registrati in termini dienergia, kWh, in termini di potenza, ovvero in kW. Tale cambiamento di grandezze è statoeffettuato utilizzando le relazioni (1.4). Siano:i = numero di giorni , con i =1,2,…,29j = numero della fascia giornaliera, con j = 1,2,3allora la Potenza può essere espressa come  R i , j+1 − R i , j  [kW ] j = 1,2  λWi , j =  (1.4) R i+1, j−2 − R i , j  [kW ] j=3   λ  6h j=1 dove λ rappresenta l’ampiezza della fascia ed è tale che λ =  7 h j= 2  11 h j= 3 In tabella 3 sono riportati i dati della tabella 2 espressi in termini di potenza elettrica e ilrelativo andamento dei consumi netti espressi in kW nelle 3 fasi della giornata, calcolaticon le precedenti formule e visibili per fasce anche in figura 4. 8
  • 11. Tabella 3. Misurazioni relative ai consumi elettrici espressi in kW. ∆(8-14) ∆(14-21) ∆(21-8) ∆(8-14) ∆(14-21) ∆(21-8) consumi Giorno [kWh] [kWh] [kWh] [kW] [kW] [kW] Giornalieri17/11/2008 2,00 4,00 5,00 0,33 0,57 0,45 1,3618/11/2008 1,00 4,00 4,00 0,17 0,57 0,36 1,1019/11/2008 3,00 3,00 3,00 0,50 0,43 0,27 1,2020/11/2008 2,00 3,00 3,00 0,33 0,43 0,27 1,0321/11/2008 1,17 1,36 2,14 0,19 0,19 0,19 0,5822/11/2008 1,17 1,36 2,14 0,19 0,19 0,19 0,5823/11/2008 1,17 1,36 2,14 0,19 0,19 0,19 0,5824/11/2008 2,00 2,00 3,00 0,33 0,29 0,27 0,8925/11/2008 1,00 5,00 2,00 0,17 0,71 0,18 1,0626/11/2008 1,00 5,00 2,00 0,17 0,71 0,18 1,0627/11/2008 1,00 7,00 2,00 0,17 1,00 0,18 1,3528/11/2008 2,00 8,00 3,00 0,33 1,14 0,27 1,7529/11/2008 4,00 7,00 3,00 0,67 1,00 0,27 1,9430/11/2008 3,00 6,00 4,00 0,50 0,86 0,36 1,7201/12/2008 2,00 8,00 3,00 0,33 1,14 0,27 1,7502/12/2008 3,00 8,00 7,00 0,50 1,14 0,64 2,2803/12/2008 5,00 7,00 7,00 0,83 1,00 0,64 2,4704/12/2008 4,00 7,00 5,00 0,67 1,00 0,45 2,1205/12/2008 5,00 9,00 6,00 0,83 1,29 0,55 2,6606/12/2008 7,00 7,00 7,00 1,17 1,00 0,64 2,8007/12/2008 5,00 6,00 7,00 0,83 0,86 0,64 2,3308/12/2008 6,00 5,00 6,00 1,00 0,71 0,55 2,2609/12/2008 4,00 7,00 5,00 0,67 1,00 0,45 2,1210/12/2008 2,00 4,00 3,00 0,33 0,57 0,27 1,1811/12/2008 2,00 2,00 3,00 0,33 0,29 0,27 0,8912/12/2008 1,00 1,00 3,00 0,17 0,14 0,27 0,5813/12/2008 2,00 2,00 3,00 0,33 0,29 0,27 0,8914/12/2008 1,00 1,00 3,00 0,17 0,14 0,27 0,5815/12/2008 2,00 4,00 0,33 0,57 9
  • 12. Figura 4. Andamento dei consumi giornalieri distinto nelle 3 diverse fasi del giorno in KW Consumi energetici giornalieri espressi in potenza [kW] 1,4 0 1,3 0 1,2 0 1,10 1,0 0 Consumi energetici [kW] 0 ,9 0 0 ,8 0 0 ,70 0 ,6 0 0 ,50 0 ,4 0 0 ,3 0 0 ,2 0 0 ,10 0 ,0 0 data Consumi mattutini Consumi pomeridiani Consumi serali 10
  • 13. Analisi delle percentuali di consumo da parte delle utenzeTale test, anche se non ci permette di valutare quale sia la fascia di maggior peso nellavalutazione dei consumi (operazione già eseguita e visibile dai grafici riportati inprecedenza) risulta di particolare importanza: esso, infatti, permette di proseguire lo studiodei medesimi consumi con un maggior grado di dettaglio, andando a ricercare le utenzeattive nei diversi momenti della giornata.In Tabella 6 è riportato l’elenco delle utenze individuate nella prima fase dello studio: il lorouso risulta, in alcuni casi, essere collocato in una precisa fascia oraria, a seconda delleabitudini e delle esigenze. Tabella 6. Uso delle utenze nelle diverse fasce UTENZE Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3 Frigorifero X X X Forno elettrico X Televisori X X X Computer X X X Stufa Elettrica 1 X X X Stufa Elettrica 2 X X Asciuga capelli X Lampade Incandescenti(n.17) X X X Lampade Alogene (n.4) X XSi noti come nella seconda fascia vengono utilizzate quasi tutte le utenze, mentre nellafascia oraria dalle ore 21.00 alle ore 8.00 del giorno successivo le utenze di maggiorconsumo, come il forno elettrico, l’asciugacapelli e la stufa elettrica sono largamenteimpiegate: ciò giustifica il maggior consumo nelle ore pomeridiane, seguite da quelle serali(oltre alla maggiore ampiezza della fascia oraria).In Figura 7 sono riportate le percentuali di consumi medi da parte delle utenze, relativaalla fascia oraria. 11
  • 14. Figura 7. Consumi Medi per fascia oraria Consumi Medi per fascia oraria 5,00 4,50 4,00 3,50 Consumi Medi [kWh] 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3Analizziamo, ora i consumi nelle singole fasce a partire dai valori delle potenze (istantaneeo di target) precedentemente misurate.- FASCIA 1.• Frigorifero = 0,61 kWh• TV, videoregistratore e Stereo = (4*5)W*6h = 0,12 kWh• Computer = 0,97 kWh 1°computer (6 ore) = 140W*6h = 0,84 kWh 2° computer (1 ora) = 130W*1h = 0,13 kWh• Stufa Elettrica(1 ora) = 1200W*2h=1,2 kWh• Gruppo lampade = 0,03 kWh 1 lampada cucina (30 min ) = 60W*0,5h = 0,03 kWh(La potenza del frigorifero, di difficile identificazione, è stata calcolata come differenzadella potenza media della fascia e le potenze dissipate dalle altre utenze attive; mentre leapparecchiature TV, lettore DVD e videoregistratore sono considerate in stand-by: in talecondizione la potenza consumata da ognuna di esse è di circa 5W.) 12
  • 15. - FASCIA 2.• Frigorifero = 0,735 kWh• TV, videoregistratore e Stereo = 0,445 kWh 2 TV (3 ore) = 2*50W*3h+ 2*5W*4h = 0,34 kWh 3 componenti (7 ore) = (5*3)W*7h = 0,105 kWh• Computer = 0,98 kWh 1 computer (5 ore) = 140W*5h = 0,7 kWh 2 computer (1 ora) = 2*140W*1h = 0,28 kWh• Stufa Elettrica1(1,5 ore) = 1200W*1,5h=1,8 kWh• Stufa Elettrica2(10 min) = 1200W*0,16h=0,2 kWh• Forno Elettrico (20 min) = 1200W*0,33h=0,4 kWh• Gruppo lampade = 0,76 kWh 1 lampada cucina (3 ore) = 60W*3h = 0,18 kWh 2 lampade camere (2 ore) = 2*100W*2h = 0,4 kWh 3 lampade alogene (3 ore) = 3*20W*3h = 0,18 kWh- FASCIA 3.• Frigorifero = 0,445 kWh• TV, videoregistratore e Stereo = 0,505 kWh 2 TV (3 ore) = 2*50W*3h+ 5W*8h = 0,34 kWh 3 componenti (11 ore) = (5*3)W*11h = 0,165 kWh• Computer = 0,14 kWh 1 computer (1 ora) = 140W*1h = 0,14 kWh• Stufa Elettrica1(1 ora) = 1200W*1,h=1,2 kWh• Stufa Elettrica2(10 min) = 1200W*0,16h=0,2 kWh• Forno/Asciuga capelli (30 min) = 1200W*0,5h=0,6 kWh• Gruppo lampade = 0,88 kWh 1 lampada cucina (2 ore) = 60W*3h = 0,12 kWh 1 lampada bagno/corridoio (2ora) =60W*2h = 0,12 kWh 2 lampade camere (3 ore) = 2*100W*3h = 0,6 kWh 2 lampade alogene (1 ore) = 2*20W*1h = 0,04 kWhI calcoli precedentemente sviluppati sono riassunti in Tabella 7 e tradotti, in termine diconsumo percentuale, in Tabella 8. 13
  • 16. Tabella 7. Consumi distinti per utenza e fascia oraria in kWh Consumi in kWh Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3 Giorno Frigorifero 0,61 0,735 0,445 1,79 Televisori 0,12 0,445 0,505 1,07 Computer 0,97 0,98 0,14 2,09 Stufa Elettrica 1 1,2 1,8 1,2 4,2 Stufa Elettrica 2 - 0,2 0,2 0,4 Forno/Asciuga capelli - 0,4 0,6 1 Gruppo lampade 0,03 0,76 0,88 1,67 Valori Medi [kWh] 2,93 5,32 3,97 12,22 Tabella 8. Consumi distinti per utenza e fascia oraria in termine percentuale % consumi Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3 Giorno Frigorifero 21% 14% 11% 15% Televisori 4% 8% 13% 9% Computer 33% 18% 4% 17% Stufa Elettrica 1 41% 34% 30% 34% Stufa Elettrica 2 - 4% 5% 3% Forno/Asciuga capelli - 8% 15% 8% Gruppo lampade 1% 14% 22% 14%I dati delle tabelle precedenti sono stati quindi riportati nel grafico in Figura 8 attraverso unistogramma: ogni utenza è rappresentata da un colore e occupa una certa percentuale deiconsumi di ogni fascia.Figura 8. Consumi Percentuali per fascia oraria Consumi per fascia oraria 100% 80% Gruppo lampade 60% Forno/Asciugacap 40% Stufa Elettrica 2 Stufa Elettrica 1 20% Computer Televisori 0% Frigorifero Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3I consumi di ogni singola utenza sono stati quindi analizzati considerando il proprioconsumo giornaliero pari alla somma dei consumi nelle 3 fasce. A partire da tali dati, 14
  • 17. riportati nella colonna 5 delle tabelle precedenti, è stato realizzato il diagramma a torta diFigura 9.Figura 9. Percentuale di consumo giornaliero di ciascuna utenza Percentuale di consumo giornaliero Gruppo lampade Frigorifero 14% 15% Forno/Asciuga capelli Televisori 8% 9% Stufa Elettrica 2 3% Computer 17% Stufa Elettrica 1 34%Le utenze di maggior consumo sono: • Stufe elettriche (37%) • Computer (17%) • Frigorifero (15%) • Gruppo lampade (14%) 15
  • 18. Interventi MigliorativiEffettuata l’analisi dei dati e compresa la distribuzione dei consumi in relazione alle utenzee alle fasce orarie, è possibile passare agli step successivi, quali l’analisi dei costi e laproposta di eventuali interventi energetici.Noto il costo unitario del kWh, pari a 13,2 c€/kWh, è possibile studiare anche ladistribuzione dei costi sulle singole utenze. In Tabella 9 vengono riportati i costi, espressiin c€, riferiti alle utenze impiegate nelle diverse fasce; essa è correlata con la Figura 10, incui i costi vengono distribuiti in termini percentuali attraverso un grafico a torta.Tabella 9. Costi distinti per utenza e fascia orariaCosti Energia in c€ Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3 GiornoFrigorifero 8,052 9,702 5,874 23,628Televisori 1,584 5,874 6,666 14,124Computer 12,804 12,936 1,848 27,588Stufa Elettrica 1 15,84 23,76 15,84 55,44Stufa Elettrica 2 - 2,64 2,64 5,28Forno/Asciuga capelli - 5,28 7,92 13,2Gruppo lampade 0,396 10,032 11,616 22,044Valori Medi [c€] 38,676 70,224 52,404 161,304Figura 10. Distribuzione dei costi nelle 3 fasce Distribuzione dei costi Fascia 2 44% Fascia 1 Fascia 3 Fascia 2 32% Fascia 3 Fascia 1 24%Essendo linearmente dipendenti, nella distribuzione dei costi in termine percentuale leutenze assumono lo stesso peso che nella distribuzione dei consumi precedentementedescritta. In relazione a tale distribuzione si valuteranno successivamente le seguenti 2tipologie di interventi di efficienza energetica:1. Risparmio energetico con l’illuminazione: il gruppo lampade costituisce infatti il 14% dei consumi totali.2. Intervento sugli elettrodomestici: il frigorifero rappresenta il 15% dei consumi totali. 16
  • 19. Risparmio energetico con l’illuminazioneData l’importanza dell’utenza “gruppo lampade” nei consumi generali, certamente risultautile per il bilancio familiare valutare la convenienza di effettuare risparmio energeticoattraverso degli interventi in tale ambito di non difficile realizzazione. Statistiche nazionaliconfermano che il settore dell’illuminazione domestica ha una notevole importanzaenergetica, anche se non è il settore che più incide sui consumi di elettricità: in Italia, laquota annua di energia elettrica destinata a tale uso è, complessivamente, superiore ai 7miliardi di kWh, corrispondenti a circa il 13,5% del consumo totale di energia elettrica nelsettore residenziale.Il Decreto Ministeriale del 20 luglio 2004 prende in esame possibili interventi sui sistemi diilluminazione quali oggetto di possibile efficienza energetica: • Installazione di sistemi automatici di accensione, spegnimento e regolazione dell’intensità (sistemi di rilevazione presenze, di illuminazione naturale,ecc.) • Aumento dell’efficienza degli impianti di pubblica illuminazione; • Installazione di sistemi e componenti più efficienti (corpi o apparecchi illuminanti,alimentatori, regolatori)Riassumiamo brevemente i dati del caso studio elaborati a partire dalle rilevazioneeffettuate: • Nell’abitazione sono presenti 17 lampade incandescenti distinte in 13 utenze da 60W e 4 utenze da 100W, per una potenza di targa totale pari a 1190W; • Il gruppo lampade contribuisce ai consumi di energia con una quota pari al 14% ; • I consumi medi e percentuali sono riportati in Tabella 11.Tabella 11. Consumi relativi al Gruppo LampadeGruppo lampade Fascia 1 Fascia 2 Fascia 3 Giorno PeriodoConsumi Medi [kWh] 0,03 0,76 0,88 1,67 48,43% Consumi totali 0,01024 0,14286 0,22166 0,13666 -Costi [c€] 0,396 10,032 11,616 22,044 639,276Esistono diversi tipi di lampade, a seconda delle diverse necessità di illuminazione e dellapossibilità di impiego. L’intervento consiste nel sostituire le lampade incandescenti da 60W con lampade fluorescenti da 13W; le incandescenti da 100 W con fluorescenti da 25W.La scelta della tipologia di sostituzione viene riportata in Tabella 12 per tutte le utenze inesame.Tabella 12. Intervento propostoStanza ILLUMINAZIONE LIVELLO DI ATTIVITA’ [h/a] INTERVENTO ATTUALE ACCENSIONE PROPOSTOCamera 1 1*100W+1*60W Medio Illuminazione 500+800 LampadaCamera 2 1*100W+1*60W Medio Illuminazione 500+800 Fluorescente aCamera 3 1*100W+1*60W Medio Illuminazione 500+800 risparmioCamera 4 2*60W Medio Illuminazione 1300 energeticoCucina 1*100W Medio Illuminazione 1100 Fluorescente CompattaBagno 2*60W Medio Illuminazione 800 Risp. Energ.Ingresso/corrid 3*60W Medio Illuminazione 300 -Salone 3*60W Medio Illuminazione 100 -• Le lampade fluorescenti, appartenenti alla famiglia delle lampade a scarica a gas, sono per lo più impiegate in ambito industriale tuttavia, negli ultimi anni, proprio per gli usi domestici e commerciali sono state realizzate miscele di polveri di alta qualità che 17
  • 20. consentono di equipararle, in termine di comfort visivo, alle lampade ad incandescenza. In particolar modo, le lampade fluorescenti compatte: - hanno un’efficienza luminosa che varia dai 40 ai 60 lumen/watt; - hanno una durata di 10000 ore, 10 volte superiori a quella delle lampade ad incandescenza; - possono essere sostituite direttamente alle lampade ad incandescenza di cui conservano la leggerezza, le ridotte dimensioni e la semplicità di attacco .• Nessun intervento nei settori “Balcone” e “Corridoio/Ingresso” è spiegabile a causa del basso livello di accensione dell’utenza in esame.In Tabella 13 sono riportati i calcoli relativi all’Analisi dell’Investimento studiata: dettaanalisi è stata condotta guardando alla realizzazione degli interventi sia nei singoli settoridell’abitazione, sia considerano gli stessi come un unico intervento.Tabella 13. Analisi di Investimento anno Incandescenti Fluorescenti Flussi di cassa PVsp Fk ΣFk Tpb Acquisto Energia Acquisto Energia Ei+Ai-Ef-Af i=10%Cucina 1 € 2,00 € 14,30 € 15,00 € 3,57 € -2,27 0,90909 € -2,06 € -2,06 1,196 2 € 2,00 € 14,30 € - € 3,57 € 12,73 0,82645 € 10,52 € 8,46 3 € 2,00 € 14,30 € - € 3,57 € 12,73 0,75131 € 9,56 € 18,02 4 € 2,00 € 14,30 € - € 3,57 € 12,73 0,68301 € 8,69 € 26,72 5 € 2,00 € 14,30 € - € 3,57 € 12,73 0,62092 € 7,90 € 34,62Camere 1 € 8,00 € 58,50 € 100,00 € 13,32 € -46,82 0,90909 € -42,56 € -42,56 1,968 2 € 8,00 € 58,50 € - € 13,32 € 53,18 0,82645 € 43,95 € 1,39 3 € 5,00 € 58,50 € - € 13,32 € 50,18 0,75131 € 37,70 € 39,09 4 € 8,00 € 58,50 € - € 13,32 € 53,18 0,68301 € 36,32 € 75,41 5 € 4,00 € 58,50 € - € 13,32 € 49,18 0,62092 € 30,54 € 105,95Bagno 1 € 2,00 € 12,48 € 22,00 € 2,70 € -10,22 0,90909 € -9,29 € -9,29 1,954 2 € 2,00 € 12,48 € - € 2,70 € 11,78 0,82645 € 9,74 € 0,44 3 € 2,00 € 12,48 € - € 2,70 € 11,78 0,75131 € 8,85 € 9,30 4 € 2,00 € 12,48 € - € 2,70 € 11,78 0,68301 € 8,05 € 17,34 5 € 2,00 € 12,48 € - € 2,70 € 11,78 0,62092 € 7,31 € 24,66Casa 1 € 12,00 € 85,28 € 137,00 € 19,59 € -59,31 0,90909 € -53,92 € -53,92 1,840 2 € 12,00 € 85,28 € - € 19,59 € 77,69 0,82645 € 64,21 € 10,29 3 € 9,00 € 85,28 € - € 19,59 € 74,69 0,75131 € 56,12 € 66,40 4 € 12,00 € 85,28 € - € 19,59 € 77,69 0,68301 € 53,06 € 119,47 5 € 8,00 € 85,28 € - € 19,59 € 73,69 0,62092 € 45,76 € 165,22I calcoli effettuati hanno permesso di determinare i Pay-Back Time inseriti nell’ultimacolonna della tabella: certamente risulta vantaggioso realizzare la sostituzione ipotizzata in“Cucina” e nelle “Camere”; nel complesso l’intervento sull’illuminazione della “Casa”presenta un Tpb accettabile. Il tempo di ritorno dell’investimento sulla “Casa” è statoanalizzato anche graficamente: in Figura 11 si riporta l’andamento dei Flussi di Cassa e laloro cumulata.Figura 11. Andamento dei flussi di cassa attualizzati e della loro cumulata 18
  • 21. Calcolo dal tempo di Pay-Back € 200,00 € 150,00 € 100,00 [€] € 50,00 €- 1 2 3 4 5 -€ 50,00Può risultare infine interessante stimare il risparmio economico legato al consumo dienergia in un orizzonte temporale di 5 anni. Si è quindi calcolato il consumo dell’energia eil relativo costo mettendo a confronto l’attuale configurazione del gruppo lampade (Old) ela configurazione proposta (New): i risultati ottenuti sono riportati in Tabella 14. In Figura12 è invece riportato il confronto dei Costi nelle 2 configurazioni.Tabella 14. Confronto tra le 2 configurazioni Hattività Ptarget,OLD EOLD COLD Ptarget,NEW ENEW CNEW [h/anno] [W] [kWh/anno] [€/anno] [W] [kWh/anno] [€/anno]Camere 1300 600 780 101,4 140 182 23,66Cucina 1100 100 110 14,3 25 27,5 3,575Bagno 800 120 96 12,48 26 20,8 2,704Salone 100 180 18 2,34 39 3,9 0,507Corrid/Ingr 300 180 54 7,02 39 11,7 1,521 € 137,54 € 31,97 Figura 12. Confronto costi di illuminazione nel periodo di 5 anni Contronto Costi € 800,00 € 700,00 € 600,00 € 500,00 [€] € 400,00 € 300,00 € 200,00 € 100,00 Cold €- 1 2 3 4 5 Cnew anni 19
  • 22. Intervento sugli elettrodomestici: il frigoriferoUn altro possibile intervento di efficienza energetica è stato scelto guardando al consumogiornaliero per utenza: una percentuale non irrilevante, infatti, è rappresentata dalfrigorifero.Ribadendo, come già precedentemente evidenziato, la mancanza di elettrodomestici ditipo familiare, il frigorifero (con vano congelatore) è uno degli elettrodomestici checonsuma di più all’interno dell’abitazione. Si vuole, quindi, valutare la convenienzaeconomica della sostituzione dello stesso: il primo step di tale analisi consiste nella sceltadell’apparecchio sostitutivo. Questo è stato selezionato da un catalogo disponibile on-line,inserendo i seguenti parametri di filtraggio:• Tipologia: frigorifero con vano congelatore a cassetti• Capacità media : 280 – 300 litri; [La capacità del frigorifero è funzione dell’ampiezza del nucleo familiare: per una famiglia 2-4 persone è stimata una capacità media di 220- 280 litri (Fonte: www.enea.it)]• Classe: A+ .Questa rappresenta un’informazione di notevole importanza nell’analisi sviluppata: apartire dal luglio 2004, la tradizionale etichetta energetica (che distingue classi di efficienzaenergetica da A a G), è parzialmente cambiata, con l’introduzione di due nuove classi (A+e A++). Esse sono caratterizzate da un valore inferiore di consumo kWh/anno e diconseguenza i relativi costi annui per l’energia elettrica diventano inferiori.Inoltre, in base alle disposizioni della nuova finanziaria 2008, se si cambia il vecchiofrigorifero con uno classe A+ o A++ entro il 31 dicembre 2010, si avrà diritto a unadetrazione fiscale (sull’IRPEF) pari al 20% del costo dellelettrodomestico acquistato, finoad un massimo di 200 euro.Il frigorifero scelto in funzione dei parametri prima elencati è un INDESIT TAAN 2 V, il cuicosto è di: €379,00 (fonte: www.unieuro.it); l’elettrodomestico scelto possiede le seguenticaratteristiche:________________________________________________________________________Principali informazioniClasse di efficienza energetica: A+Classe climatica: N/T da 16 a 43° CCapacità di congelamento: 2 Kg/24 hAutonomia di conservazione in assenza di elettricità: 13 hConsumo energia giornaliero 0,69 kWhConsumo di energia annuale: 251,85 kWhLivello di rumore: 40 dB(A) re 1 pWGas refrigerante: R600Prestazioni congelatore: ****Refrigerazione: Statico 20
  • 23. Reparto frigoriferoCapacità netta: 200 lt3 Ripiani regolabili in vetro1 Cassetto per la frutta e verdura3 Ripiani nella controportaReparto congelatoreCapacità netta: 57 lt1 Ripiano1 Vaschetta per il ghiaccioCaratteristiche strutturali1 Compressore2 Piedini regolabiliPorta reversibileDimensioniLarghezza: 540 mmAltezza: 1444 mmProfondità: 535 mm________________________________________________________________________ Tabella 15. Dati tecnici INDESIT TAAN 2 VIn base allo studio dei dati condotto al paragrafo 3.4, il frigorifero attuale presenta unvalore di consumo giornaliero pari a 1,79 kWh/giorno, ovvero avremo un consumo annuo: Consumo frigovecchio = 1,79 * 365 = 653,35 kWh/annoE’ necessario quindi valutare il consumo annuo relativo al nuovo apparecchio: il consumoenergetico, in base ai test standard effettuati, è di 0,78 kWh al giorno. Consumo frigo nuovo = 251,85 kWh/anno ∆Consumi = Cvecchio − Cnuovo = 401,5 kWh/annoUtilizzando i tali dati e considerando un tasso di attualizzazione pari al 15%, è statoconsiderato il possibile investimento; i dati elaborati sono riportati in Tabella 16 e Figura13: 21
  • 24. Tabella 16. Valori del Flusso di cassa riguardanti l’investimento Anno Investimento Ricavi Fk PVsp Fk ΣFk [€] [€] [€] [€] [€] 0 229 52,195 -176,805 1 -176,81 -176,81 1 52,195 52,195 0,869565 45,39 -131,42 2 52,195 52,195 0,756144 39,47 -91,95 3 52,195 52,195 0,657516 34,32 -57,63 4 52,195 52,195 0,571753 29,84 -27,79 5 52,195 52,195 0,497177 25,95 -1,84 6 52,195 52,195 0,432328 22,57 20,73 7 52,195 52,195 0,375937 19,62 40,35 8 52,195 52,195 0,326902 17,06 57,41 9 52,195 52,195 0,284262 14,84 72,25 10 52,195 52,195 0,247185 12,90 85,15 11 52,195 52,195 0,214943 11,22 96,37 12 52,195 52,195 0,186907 9,76 106,12 13 52,195 52,195 0,162528 8,48 114,61 14 52,195 52,195 0,141329 7,38 121,98 15 52,195 52,195 0,122894 6,41 128,40 Figura 13. Grafico su valutazione investimento Pay back time e NPV 150,00 100,00 50,00 0,00 [€] Fk 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 -50,00 ΣFk -100,00 -150,00 -200,00 anniL’analisi è stata effettuata valutando la possibilità di comprare un frigorifero della stessaclasse di quello posseduto e uno di classe superiore, e quindi considerando come sommaai fini dell’ammortamento la differenza di prezzo tra i due elettrodomestici.L’intervento migliorativo ha dato esito positivo considerando un orizzonte temporalesuperiore ai 5 anni. 22