Date post: | 26-Jun-2015 |
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regional meeting_palermo_06_10_2013
STS-Med Small scale thermal solar district units for Mediterranean communities PROJECT OVERVIEW Fabio Maria Montagnino Project coordinator
regional meeting_palermo_06_10_2013
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.
concept
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 rivierasche, con lo sviluppo solar GNI in the mediterranean regions, source: www.solargis.info
di dimostratori accompagnati da linee guida e trasferimento di know-how a decisori, investitori, tecnici e installatori.
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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.
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approccio tecnologico
Impianto CSP da decine di MW
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 solare di riscaldamento per un distretto urbano.
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verso i sistemi solari multipurpose
modalità di produzione di freddo da radiazione solare (henning 2007)
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).
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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
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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..
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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.
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i partner
Consorzio ARCA ITALY Sicily
ENEA ITALY Lazio
Cyprus Chamber of Commerce &Industry CYPRUS
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 EGYPT Al-Ismailiyah
Institute of Accelerating Systems and Applications GREECE Attiki
CEEI Provence FRANCE Provence-Alpes-Côte-d’Azur
New and Renewable Energy Authority EGYPT
Ministry of Energy & Mineral Resources JORDAN
Sicilian Region, Department of Productive Activities ITALY Sicily
CEA - Alternative Energies Atomic Energy Commission FRANCE Provence-Alpes-Côte-d’Azur
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il network
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attività
WP1 Gestione e coordinamento del progetto. WP2 Comunicazione e diffusione dei risultati. WP3 Capitalizzazione e sfruttamento dei risultati. WP4 Scenari di mercato per il sistemi solari poligenerativi a concentrazione nell’area mediterranea. WP5 Tecnologie, integrazione e progettazione del toolbox di applicazioni solari a concentrazione. WP6 Messa a punto di componenti di piccola scala e integrazione in unità dimostrative. WP7 Trasferimento di know-how e formazione di progettisti, installatori e tecnici.
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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.
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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.
il logo
2nd project meeting Nicosia, Cyprus 24‐25 October 2013
Leaflet Poster
Banner
Flyer
gli strumenti di comunicazione
Newsletter
2nd project meeting Nicosia, Cyprus 24‐25 October 2013
STS website
STS twitter account
@STSMed stsmed2013
stampa, web&social media
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comprehensive technology report
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esempio: generazione di potenza
Small/micro steam turbines
ORC systems
Stirling Engines
CPV&PV systems
Brayton minitower
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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
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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.
scenario di riferimento per il toolbox
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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.
quale configurazione scegliere?
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Esempio T1:
CPV + chiller/MED
T1
configurazioni del toolbox
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Esempio T2:
Dish-Stirling + chiller/MD
T2
configurazioni del toolbox
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Esempio T3:
CSP + ORC (dal TES) + chiller/MD in co-generazione
T3
configurazioni del toolbox
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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.
sito demo - Egitto
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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
caratteristiche sito demo - Egitto
2nd Project Meeting– Nicosia, Cyprus 24 -25 October 2013 26
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Opzione 1: trigenerazione in parallelo Opzione 2: trigenerazione in cascata
configurazione trigenerativa con ORC
sito demo - Cipro
priorità: produzione di acqua dissalata o purificata (tecnologia MED a bassa/media entalpia)
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.
sito demo - Cipro
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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.
sito demo - Giordania
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Area disponibile
AL-Khawarzmi Engineering building consiste di due piani di 953 m² ciascuno.
L’area disponibile sul tetto è pari a 600 m²
sito demo - Giordania
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Required Target Remark
Cooling 160 KW (Thermal) Staff offices & Labs
5 Month per year
6 hour/day
5 day/Week
Heating 180 KW (Thermal) Whole Building
5 Month per year
6 hour / day
5 day/Week
Electricity 9,000 - 13,500KWh/month
(Electrical) Lighting
Winter - Summer
sito demo - Giordania
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4. Site Assessment & Analysis
The most suitable technology of solar collectors for this pilot project:
1. Compound parabolic concentrator (CPC)
2. Parabolic trough collector (PTC)
3. Linear Fresnel reflector (LFR)
sito demo - Giordania
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Type CPC PTC LFR
Operating Temp. ⁰C Up to 120 Up to 250 Up to 250
Tracking System No Yes 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
Solar-to-Thermal Efficiency 47 - 59 % 43 -58 % 36 - 46 %
Solar Radiation type (needed) Direct , Diffuse Direct (DNI) Direct (DNI)
Operation and Maintenance issues Cleaning Cleaning , Tracking and
Wind load
Cleaning , Tracking and
Wind load
sito demo - Giordania
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Centro Civico - Menfi
sito demo - Sicilia
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Centro Civico - Menfi 22.000 mq di area
400 mq sui tetti
AREA DISPONIBILE
CENTRO CIVICO
Roof 200sqm Roof 200sqm
sito demo - Sicilia
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lighting 9%
Other 10%
Computer 20%
Heating and cooling
61%
Type of energy consumption
Centro Civico – Menfi Oltre il 60% dell’energia è utilizzata per il riscaldamento/raffreddamento
40% dell’energia per altri servizi
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
Jen
uar
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Feb
ruar
y
Mar
ch
Ap
ril
May
Jun
e
July
Au
gust
Sep
tem
ber
Oct
ob
er
No
vem
ber
Dic
emb
er
Lighting
Other
Computer
Heating and Cooling
sito demo - Sicilia
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Piscina comunale – Petralia Sottana 25 Km dalla costa a circa 1.000 m di altitudine, clima montano.
sito demo - Sicilia
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Public Hospital
Public Pool
Piscina comunale – Petralia Sottana
sito demo - Sicilia
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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.
sito demo - Sicilia
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Incubatore ARCA
3.000 mq disponibili.
Consorzio Arca
sito demo - Sicilia
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lighting 28%
Computer 11%
Hot Water 1%
Heating 25%
Cooling 33%
Other 2%
Electric energy source ARCA (2012)
Incubatore ARCA Circa il 60% odell’energia è utilizzata per il riscaldamento/raffreddamento
40% dell’energia per altri servizi
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2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
Hot Water
Other
Computer
Lighting
Heating
Cooling
sito demo - Sicilia
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Il progetto è stato integrato in una più ampia riqualificazione dell’area a cavallo tra il parco universitario e quello cittadino.
sito demo - Sicilia
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2nd Project Meeting– Nicosia, Cyprus 24 -25 October 2013
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
sito demo - Sicilia
il mondo sta cambiando
Ipcc report 2013
Ipcc report 2013
i cambiamenti stanno accelerando
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.
ancora più gas?
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