sts-med regional meeting - montagnino

regional meeting_palermo_06_10_2013

STS-Med Small scale thermal solar district units for Mediterranean communities PROJECT OVERVIEW Fabio Maria Montagnino Project coordinator


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.


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.


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.


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).


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


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..


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.


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


il network


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.


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.


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


comprehensive technology report


esempio: generazione di potenza

Small/micro steam turbines

ORC systems

Stirling Engines

CPV&PV systems

Brayton minitower


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


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


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?


Esempio T1:

CPV + chiller/MED

T1

configurazioni del toolbox


Esempio T2:

Dish-Stirling + chiller/MD

T2



Esempio T3:

CSP + ORC (dal TES) + chiller/MD in co-generazione

T3



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


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


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


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


Area disponibile

AL-Khawarzmi Engineering building consiste di due piani di 953 m² ciascuno.

L’area disponibile sul tetto è pari a 600 m²



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



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)



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


Space Cooling / Power

generation / Desalination


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



Centro Civico - Menfi

sito demo - Sicilia


Centro Civico - Menfi 22.000 mq di area

400 mq sui tetti

AREA DISPONIBILE

CENTRO CIVICO

Roof 200sqm Roof 200sqm

sito demo - Sicilia


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

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emb

er

Lighting

Other

Computer

Heating and Cooling

sito demo - Sicilia


Piscina comunale – Petralia Sottana 25 Km dalla costa a circa 1.000 m di altitudine, clima montano.

sito demo - Sicilia


Public Hospital

Public Pool

Piscina comunale – Petralia Sottana

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.

sito demo - Sicilia


Incubatore ARCA

3.000 mq disponibili.

Consorzio Arca

sito demo - Sicilia


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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20000

Hot Water

Other

Computer

Lighting

Heating

Cooling

sito demo - Sicilia


Il progetto è stato integrato in una più ampia riqualificazione dell’area a cavallo tra il parco universitario e quello cittadino.

sito demo - Sicilia


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

sts-med regional meeting - montagnino

Documents

piccola scala e

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tecnici e installatori

ladozione diffusa e

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linee guida e trasferimento

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