IL FOTOVOLTAICO E L ARCHITETTURA

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1 IL FOTOVOLTAICO E L ARCHITETTURA Prof. Paolo ZAZZINI Ing. Nicola SIMIONATO

2 LA QUESTIONE ENERGETICA Riduzione dei consumi energetici Adozione di strategie e tecnologie più efficienti di produzione, distribuzione ed utilizzo dell energia Impatto ambientale Utilizzo di energie alternative rinnovabili

3 L edilizia è uno dei più importanti settori dell economia mondiale. Quasi il 10 % dei movimenti annuali della economia globale sono nel settore delle costruzioni Circa il 30% del business in Europa il 22% negli USA il 21% in Giappone il 23% nei paesi in via di sviluppo il rimanente 4 % nel resto dei paesi sviluppati.

4 Implicazioni energetiche Gli edifici usano: circa il 40% dell energia mondiale il 16% dell acqua dolce il 25% del legname da foresta Gli edifici sono responsabili per: circa il 70% delle emissioni di ossidi di zolfo il 50 % delle emissioni di CO 2 In Europa: il 50 % dell inquinamento atmosferico il 50 % dei rifiuti provengono dal settore edilizio

5 Ultimi 50 anni: più intenso processo di urbanizzazione che il nostro pianeta abbia mai sperimentato Notevole incremento della popolazione Incremento più che doppio dei consumi di energia

6 Isola di calore Edifici e attività umane principale causa dell innalzamento di temperatura delle aree urbane densamente abitate rispetto alle circostanti zone rurali Aumento della richiesta di energia elettrica per la climatizzazione

7 Incremento % delle unità di climatizzazione dal 2000 al 2008 Asia (escluso Giappone) % Giappone - 3,7 % Medio Oriente + 62,4 % Europa % Nord America + 4,7 % Sud e Centro America + 22,9 % Africa + 47,3 % Oceania + 88 % Totale mondiale + 64 %

8 Blackouts nel mondo causati dall uso eccessivo di climatizzatori Brasile 2001 California dal 2000 al 2001 Italia estate 2003 Francia estate 2003 Stati Uniti e Canada costa orientale 2003 Arizona 2004 Mosca estate 2005 India/China/Vietnam regolarmente

9 In Italia Principali consumatori di energia elettrica: sistema produttivo consumo domestico 7,08% 45,58% 47,34% Settore industriale Settore civile Altri

10 Esempio di consumo dell energia elettrica di una famiglia di 4 persone Potenza (W) Uso (h/g) Consumo (kwh/a) Costo [1 ] ( /a) CO 2 prodotta (kg) Scaldabagno 80 litri ,5 657,0 98,55 459,9 2,63 Aria condizionata ,0 86,40 403,2 2,30 Frigo ,0 65,70 306,6 1,75 Lampade (incandescenza) 6000 lm Lampade (fluorescenti) 6000 lm Alberi [ ,5 136,9 638,7 3, ,0 32,8 153,3 0,87 TV 27 attivo 90 2,5 82,1 12,32 57,5 0,33 TV 27 stand by 4, ,6 5,63 26,3 0,15 Lavastoviglie 700 0,2 51,1 7,67 35,8 0,20 Lavatrice 250 0,2 18,3 2,74 12,8 0,07 Microonde , ,95 51,1 0,29 Totale 5364,9 3064,6 459, ,2 12,23 ] [1] Costo dell energia: 0,15 /kwh [2] N di alberi necessari ad assorbire la CO 2 prodotta

11 Lampade Aria condizionata Elettrodomestici Scaldabagno Consumi Costi CO2 Lampade Aria condizionata Elettrodomestici Scaldabagno Consumi Costi CO2 Flusso luminoso: 50% lampade incandescenza 50 % lampade fluorescenti Riduzione del 22,6 % sul totale di tutte le voci Flusso luminoso: 100% lampade fluorescenti

12 Nel nostro paese Crescente consapevolezza pubblica del problema energetico, come elemento critico a livello globale e non solo nazionale. Crescente sensibilità ai problemi energetici Sempre maggiore disponibilità ad impegnarsi nello sfruttamento di fonti energetiche rinnovabili

13 Indagine svolta da: Osservatorio Scienza e Società 2007 Centro Ricerca Observa Science in Society, Supervisione scientifica Università di Trento Campione: 998 casi dal 10 al 17 Gennaio 2007 % Secondo lei attualmente esiste un problema energetico? Sì, in tutto il mondo 80 Sì, nel mondo ma non in Italia 1,4 Solo in Italia 7,9 No non c è alcun problema energetico 5,8 Non so 4,8 Totale 100

14 Che cosa sarebbe disposto a fare per risolvere i problemi energetici? Non risponde 2,1 1, Nulla 4,5 6,4 Oltre quattro Italiani su dieci disposti ad investire in impianti per la produzione di energia rinnovabile ad uso domestico Pagare una tassa per finanziare la ricerca sull'energia alternativa 8,4 12,8 Acquistare un impianto per sfruttare l'energia alternativa 34,4 42, Comportamenti individuali: fattori efficaci di cambiamento.

15 Questione energetica Riduzione dei consumi Adozione di strategie e tecnologie più efficienti di produzione, distribuzione ed utilizzo dell energia Impatto ambientale Utilizzo di energie alternative rinnovabili Nuova Questione energetica Riduzione dei consumi Adozione di strategie e tecnologie più efficienti di produzione, distribuzione ed utilizzo dell energia Impatto ambientale Utilizzo di energie alternative rinnovabili Architettura energeticamente consapevole

16 Architettura energeticamente consapevole Edificio inserito in un contesto ambientale: Interazioni fisiche Analisi del sito: irraggiamento solare, ventosità prevalente Adozione controllata di superfici vetrate Adozione di sistemi solari passivi Tecniche di climatizzazione passiva per il raffrescamento estivo Ventilazione naturale Sfruttamento di luce naturale: sorgenti tradizionali ed innovative Inerzia termica delle strutture Isolamento termico efficace Efficienza degli impianti Adozione di energie alternative

17 Forma, Dimensioni, Orientamento dell edificio Disposizione degli spazi interni non sono casuali ma nascono dalla previsione delle interazioni fisiche con l ambiente Scelta dei materiali Soluzioni strutturali Isolamento termico Impianti intervengono nelle scelte progettuali solo in seconda battuta e non esaustivamente ma a complemento dell efficienza energetica del sistema

18 Produzione di energia elettrica in Italia (anno 2000) 9% 1% 3% 0% 87% Idroelettrica Geotermica Eolica Biomasse e rifiuti biodegradabili Solare Produzione lorda di energia elettrica in Italia (2009) 9% 10% 1% Idroelettrica Geotermica 8% Eolica 72% Biomasse e rifiuti biodegradabili Solare

19 In Italia: NUOVO SCENARIO ENERGETICO Distribuzione ramificata sul territorio di produzione di energie diversificate che rendono autonomi e rinnovabili al 100% un gran numero di comuni Modello energetico non più imperniato sulle fonti fossili e sui grandi impianti di produzione dell energia N di comuni in cui si trova almeno un impianto di energia alternativa Le fonti pulite fino a 10 anni fa interessavano solo alcune aree interne e di estensione limitata (grande idroelettrico e geotermia), oggi sono presenti nel 94% dei comuni italiani

20 La grande diffusione a livello comunale delle fonti rinnovabili dimostra l affidabilità della tecnologia utilizzata: alternativa concreta e competitiva ai combustibili fossili oltre che una scelta strategica nella lotta ai cambiamenti climatici Del resto la potenza irraggiata dal sole sulla terra è pari a 50 x 10 6 GW, Pari a circa volte il fabbisogno di energia dell intero pianeta Una stima fatta nel 2004 attestava che 1860 km 2 di pannelli fotovoltaici (superficie pari a 3 volte il delta del Po) potrebbero dare energia elettrica a tutta l Italia Si apre una sfida culturale contro l idea che solo un aumento dell offerta con la costruzione di nuove grandi centrali possa essere una risposta al fabbisogno energetico del paese