Simulazione TRNSYS

Dell’impianto realizzato ne è stato creato un modello in ambiente TRNSYS, rappresentato nella figura sottostante, allo scopo di ottenere dati sulle prestazioni di impianti con pannelli solari e pompe di calore. In particolare TRNSYS  è un software, sviluppato presso l’università del Wisconsin, utilizzato da ricercatori e progettisti di tutto il mondo persimulare il comportamento di sistemi transitori, quali l’impianto realizzato.

transys

Con questo modello sono state effettuate simulazioni relative alle seguenti tre città, con diverse condizioni ambientali, che possono rappresentare a grandi linee significative zone del territorio italiano:

  • Roma (che presenta condizioni ambientali grossomodo paragonabili a quelle di Terni) caratterizzata da una radiazione solare su un piano inclinato del 30% di 1750 kWh/anno, da una temperatura media annua di 15,2 °C e da 1415 gradi giorno (zona climatica D);
  • Milano caratterizzata da una radiazione solare su un piano inclinato del 30% di 1380 kWh/anno, da una temperatura media annua di 11,7 °C e da 2404 gradi giorno (zona climatica E);
  • Messina caratterizzata da una radiazione solare su un piano inclinato del 30% di 1837 kWh/anno, da una temperatura media annua di 18,7 °C e da 707 gradi giorno (zona climatica B).

 Per ognuna delle città sono state determinate le prestazioni di:

  • un impianto con tre pannelli ibridi e PdC utilizzato per coprire da solo i fabbisogni di ACS e di condizionamento di un piccolo edificio monofamiliare di classe Ai;
  • un impianto con tre pannelli fotovoltaici e PdC utilizzato per coprire da solo i fabbisogni di ACS e di condizionamento dello stesso un piccolo edificio monofamiliare di classe Ai.

Nel diagramma sottostante cono riportate le energie elettriche consumate, ogni mezzo mese, dai due tipi di impianto a Milano, Roma e Messina. Come si può osservare, i consumi elettrici dell’impianto con pannelli ibridi e PdC sono minori di quelli dell’impianto con pannelli fotovoltaici e PdC ubicato nello stesso sito e questo divario cresce spostandosi verso sud e nei mesi con più sole. Inoltre i consumi elettrici degli impianti variano considerevolmente di andamento spostandosi verso sud e, in particolare, a Milano sono considerevolmente più elevati nei mesi più freddi, a Roma sono non molto differenti nei mesi più freddi e nei mesi più caldi, e a Messina sono decisamente più elevati nei mesi più caldi.

grafico consumi

I risultati più significativi ottenuti dalle simulazioni con le condizioni ambientali di Milano, Roma e Messina sono riportati nella successiva tabella che in particolare indica che:

  • l’energia elettrica prodotta annualmente nello stesso sito dai pannelli fotovoltaici e dai pannelli ibridi è praticamente coincidente;
  • l’impianto con pannelli ibridi e PdC annualmente consuma meno energia elettrica dell’impianto con pannelli fotovoltaici e PdC, e questa differenza cresce andando verso sud;
  • l’energia elettrica prodotta tramite fonte solare copre il 51÷55 % dei consumi elettrici degli impianti a Milano, percentuali che crescono decisamente andando verso sud, diventando 90÷107 % a Roma e 91÷112 % a Messina.

tabella transys

Occorre osservare che i risultati ottenuti dipendono dalle condizioni utilizzate per la simulazione e cambiano variando le caratteristiche dell’edificio considerato e dei componenti dell’impianto. In particolare le caratteristiche prestazionali dei componenti dell’impianto più significativi e di più recente ideazione potranno essere definite con maggior precisione a seguito del monitoraggio dell’impianto realizzato a Terni.

Sulla base dei risultati delle simulazioni si può comunque dedurre che gli impianti considerati (con pannelli fotovoltaici e PdC, con pannelli ibridi e PdC):

  • possono sfruttare efficacemente l’energia solare per soddisfare in parte (al nord Italia) o in buona parte (al centro Italia) o completamente (al sud Italia) i fabbisogni di condizionamento e di produzione di ACS di numerosi edifici;
  • l’impianto con pannelli ibridi e PdC utilizza l’energia solare in modo più efficace dell’impianto con pannelli fotovoltaici e PdC soprattutto al centro e al sud Italia.