Discussione: Vivere off grid

Salve
mi sto interessando molto sull'idrogeno. ed ho scoperto che esiste un nuovo modo sperimentale ma applicabile tuttora di costruire case. sto parlando di case off grid cioè senza rete. non torniamo al giurassico ma è una casa a 0 emissioni.
ecco un link molto dettagliato:
Emiliano Cecchini: Vivere off-grid - Wired.it
Spero sia esaustivo.

Cosa ne pensate? sarà la prossima evoluzione nella costruzione di nuove case?
Grazie a chi mi risponde
Tony995

Ho letto l'articolo, ma come spesso accade non viene trattato in dettaglio.
Quanta potenza fotovoltaica devo installare per produrre idrogeno a sufficienza per i miei fabbisogni?
Quanta autonomia ha il sistema di stoccaggio?
Consideriamo che una famiglia media necessita di circa 3600 kWh/anno solo per l'energia elettrica...
La stessa energia può essere prodotta da un impianto FV da 3kWp. Se usiamo però l'energia dell'impianto per produrre idrogeno, dai 3600 kWh elettrici otteniamo 2500 kWh potenzialmente contenuti nell'idrogeno prodotto (a causa delle perdite del processo elettrolitico). Questi 2500 kWh dobbiamo trasformarli in energia elettrica e otteniamo circa 1500 kWh elettrici, cioè meno del nostro fabbisogno e senza tirare in ballo l'energia termica per acs e riscaldamento!

Saluti

una casa off grid usa il solare fotovoltaico e il solare termico e in alcuni casi il geotermico.
il consumo medio di energia è di 3500 kwh/anno quindi ci voglio 3.5 kwp di fotovoltaico.
il riscaldamento è a bassa temperatura quindi si risparmia di idrogeno.
fai un calcolo dei tuoi consumi di gas su base annua.
secondo me ci vogliono 10 kwp totale di fotovoltaico e 15 mq di solare termico.

calcola anche che ogni casa off grid è pensata al risparmio energetico ed è di classe A quindi i consumi si riducono.

cmq l'articolo ha 3 pagine, l'hai letto tutto? è il più completo sull'argomento
cmq la situazione va da individuo a individuo
ciao
informati anche sulle caldaie a idrogeno se vuoi ti do il link.

ecco anche un esempio video
Eco-Tech: Building Green - YouTube

Ho letto l'articolo.. interessante, non mi addentrerò in calcoli sul fabbisogno energetico in FV ma mi viene spontaneo indicare un passaggio in particolare: "Ottenuto l'idrogeno lo si conserva in bombole a bassa pressione..."
Vista la bassa densità dell'idrogeno quanto grandi dovranno essere le bombole per potermi permettere nel periodo invernale di alimentare caldaia, cella a combustione, fornelli cucina etc etc???
Un indicazione ho invece trovato alquanto realistica, in relazione al sistema di condizionamento, qui chiamato "solar cooling" che altro non è (immagino) che una delle varie applicazioni di cicli frigoriferi ad assorbimento (Einsten stesso inventò quello ad ammoniaca); come mai non riescono a prendere piede??

grazie per esserti interessato Lupino
una famiglia media (4 persone) consuma 1400 mc di metano all'anno
quindi una famiglia media in kcal consuma di metano: 1400mc x 8250 kcal = 11550000 kcal
il sistema a idrogeno consuma molto meno rispetto a quello a metano quindi considero tutti i consumi.

da premettere che per avere 11550000 kcal di idrogeno ci vorrebbero 3794 mc di idrogeno gassosa alla pressione di 1.033 bar. ma gli apparati di uso comune cella a combusitibile, caldaia a idrogeno o fornelli hanno bisogno di una pressione maggiore per poter apportare il calore (30 bar) quindi l'idrogeno viene stoccato in meno spazio.
oppure si potrebbe portare la pressione a 250 bar poi grazie ad un riduttore portarlo alle utenze.
alla pressione di 1 bar, 1 kg di idrogeno ha 33000 kcal quindi ci vogliono 350 kg di idrogeno all'anno stoccabili in 4252 mc seguendo questo calcolo: 0.0823:1 = 350:x. quindi questa soluzione è impensabile
alla pressione di 30 bar invece: 2.42:1 = 350:x ci voglio 145 mc quindi in cubo di 5.5 m di lato
alla pressione di 250 invece: 17.79:1 = 350:x ci vogliono 19 mc per stoccarlo quindi in un cubo di 2.5 m di lato

se vuoi approfondire sull'idrogeno vedi questo:
http://tesi.cab.unipd.it/27014/1/IL_...;IDROGENO..pdf

tony995 però tu stai prendendo in considerazione l'uso di H2 solo per riscaldamento, ACS e cucina. L'articolo parlava di usare il gas anche come riserva nottuna/invernale per la produzione di elettricità attraverso pile a combustibile. Da qui vedi anche tu come i 11550 Mcal diventino insufficenti. Un conteggio spannometricamente più esatto andrebbe fatto prendendo in considerazione, oltre al consumo di metano anche quello di corrente elettrica (bollette alla mano).

...il sistema a idrogeno consuma molto meno rispetto a quello a metano...

E perchè???
Il consumo è identico se, riportando il tutto in calorie o joule diciamo che un utenza consuma ad esempio 100cal poco importa da dove provengano dette calorie sempre 100 saranno.
Riprendendo gli 11550 Mcal/anno, da te indicati, pari a 48279 MJ/anno ovvero 37 kWh/giorno ed assumendo come consumo elettrico una media giornaliera di 10 kWh abbiamo un totale di circa 47kWh/giorno.
Al sito Eliofania in Italia - Wikipedia è possibile vedere le mappe riportanti le eliofanie medie in Italia, l'ultima riporta quella annuale che per la zona in cui io abito (Torino) è di 1800 - 1999h, volendo essere buoni arrotondando e dividendo per i giorni/anno, il risultato sarà per la zona designata di un eliofania giornaliera media pari a 5,5 ore da cui si può vedere che una necessità giornaliera di 47kWh verrebbe teoricamente soddisfatta da una superficie FV con una produzione pari a 8,5 kWh.
Ancora un passaggio.. considero il rendimento di un eletrolizzatore pari al 80% idem per il passaggio H2-->corrente elettrica all'interno di una pila a combustibile (sono buono ma in fondo il consumo puramente elettrico è la parte minore) per cui:
-Parte riscaldamento, ACS, cucina: Resa pari al 80% - fabbisogno 37kWh/giorno - FV necessaria: 46,25 kwh/giorno
-Parte impianto elettrico: Resa pari al 64% (doppio passaggio) - fabbisogno 10kWh/giorno - FV necessaria: 15,63 kWh/giorno
Totale: 61,88 kWh/giorno di fabbisogno "reale" che, presupponendo un insolazione media giornaliera di 5,5 ore danno un valore per quanto riguarda la copertura FV pari a 11,25 kWh

Al sito Stima radiazione solare sull'Italia si possono visionare le tabelle riportanti l'insolazione media mensile e la totale annua (anni 1994 - 99) di molti comuni italiani... riporto i dati in MJ/m² per l'anno 1999 per Torino

Città	gen	feb	mar	apr	mag	giu	lug	ago	set	ott	nov	dic	Totale
Torino	6	9.8	12.9	17	20.3	22.6	22.9	18.2	14.7	9	6.3	5	5016

Trasformando il tutto in kWh/m² ed assumendo come rendimento massimo di un pannello FV il 15% dell'energia ricevuta

Città	gen	feb	mar	apr	mag	giu	lug	ago	set	ott	nov	dic	Totale
Torino	0.3	0.4	0.6	0.7	0.8	0.9	1	0.8	0.6	0.4	0.3	0.2	209

Ancora una cosa, tutti i dati qui postati parlano di consumi/rese medie; un eventuale serbatoio di H2 non può essere dimensionato su questi valori... è come se dimensionassi una legnaia in base al mio consumo giornaliero di legna () senza tener conto di quello che è il consumo per tutta la durata dell'inverno.

su h2planet.eu c'è un esempio di caldaia a idrogeno prodotta da uno che ha creato un sistema per produrre e consumare per creare calore e elettricità.
quasi tutti abbiamo gli impianti autonomi collegati a termosifoni ad alte temperature (80°-90° C) il fatto è che una casa off grid consuma di meno grazie alla passività della struttura (isolamento) e inoltre usa un impianto di riscaldamento radiante a soffito o parete o pavimento. questo sistema consuma molta meno energia grazie alla temperatura bassa (30°-35° C) usato dal riscaldamento.

ecco il link di quel sistema: Hydrogem: combustori catalitici a idrogeno | Combustori catalitici a idrogeno | Hydrogen & fuel-cell european megastore

Scusa tony995, il mio intervento non voleva essere negativista nei confronti di una casa off grid, tutt'altro, la vedo come idea plausibile e fattibile (l'idea di stoccare H2 sulla mia testa.... lo preferirei in giardino) partendo però da un determinato presupposto ovvero che, per funzionare, debba essere progettata e realizzata in tal senso sin dall'origine. A mio parere non è ipotizzabile l'adattare qualsiasi magione ad un simile progetto, non sarebbe comunque economico.

... il fatto è che una casa off grid consuma di meno grazie alla passività della struttura...

Questa non è una novità, mai sentito parlare delle "passive house" (spero di averlo scritto giusto) tedesche??? Esistono da decenni e, pensa, la maggior parte vengono costruite in legno.

...usa un impianto di riscaldamento radiante a soffito o parete o pavimento. questo sistema consuma molta meno energia...

Bé anche qui nulla di nuovo... è il normale funzionamento di una caldaia a condensazione con relativo impianto a pavimento.
Ecco forse ciò che più si avvicina al concetto di casa off grid potrebbe essere proprio una "passive house" con l'aggiunta di un robusto impianto FV e un elettrolizzatore in grado di creare una scorta energetica per i momenti "bui" ma appunto... và costruita ad ok sin dalle fondamenta

ciao
non ritengo che tu abbia scritto qualcosa di negativo

Questa non è una novità, mai sentito parlare delle "passive house" (spero di averlo scritto giusto) tedesche??? Esistono da decenni e, pensa, la maggior parte vengono costruite in legno.

ho scoperto su internet nuovi blocchi che sono migliori delle case in legno.sono blocchi in legno cemento.
Ecco un link che spiega il tutto:Blocchi cassero e solai in legno cemento e legno mineralizzato per bioedilizia

Sono d'accordo con te sul progetto in generale.
Ma io penso che in fututo si potranno mettere bombole a idrogeno a bassa pressione come si mettono quel del gas sotto la cucina. io reputo la soluzione a bassa pressione nel sottotetto in quanto una bombola di idrogeno a bassa pressione o a idruri metallici è sicura in quanto grazie ad una finestra o apertura permette velocemente di far scappare l'idorgeno e inoltre permette di abbassare i costi per la costruzione dell'impianto.

Ecco il progetto in sintesi della situazione energetica
Fotovoltaico e termico sul tetto; geotermico a sonda verticale;
bombola a idruro o bassa pressione sul tetto;
riscaldamento a pavimento e a parete (bagno);

Solo una precisazione: l'idrogeno, spesso descritto come la panacea per tutti i mali, è solo un 'vettore energetico', cioè un modo per immagazzinare energia in poco spazio.
Però parlare di bombole di idrogeno come fossero bombole di gas è fuorviante: l'idrogeno a temperatura ambiente NON può liquefare, quindi le bombole andrebbero refrigerate, e con un sistema a prova di guasto perchè altrimenti ci sarebbe una bella esplosione nel sottotetto...

Perfetto, ne è la riprova il 64% di efficienza da me spannometricamente stimato nel post 6 (e ti assicuro che è un valore decisamente sovrastimato).
Ma scusa tony con un prospetto come quello da te ipotizzato, impiegando parte dell'FV in ragione di scambio e parte in consumo diretto, stoccando l'energia non con elettrolizzatori e bombole varie ma con semplici batterie (sicuramente meno pericolose e più economiche), aggiungendo una PDC per il riscaldamento e l'ACS collegata alla sonda geotermica, piastre a convezione per la cucina e uno o più puffer non si raggiungerebbe lo stesso risultato?

...alla pressione di 250 invece: 17.79:1 = 350:x ci vogliono 19 mc per stoccarlo...

Sinceramente 250 bar (c.ca 247atm) non mi sentirei di definirla come una situazione di basse pressioni è pur vero però che si sta ipotizzando lo stoccaggio del fabbisogno annuale, la metà dovrebbe probabilmente bastare per cui....
limitandoci ai 30 bar (c.ca 27atm) servirebbe un serbatoio di "soli" 70m³... un cilindro di 5m di diametro per c.ca 9 di altezza... anche volendo forzare la mano e definire i 30bar come bassa pressione dubito che un "sigaro" del genere possa stare in soffitta... io ho una mansarda con culmo a quasi 3m, ti assicuro non mi entra
Scusa mi era sfuggito...

...ma gli apparati di uso comune cella a combustibile, caldaia a idrogeno o fornelli hanno bisogno di una pressione maggiore per poter apportare il calore (30 bar)...

Sei sicuro? Io ricordavo per le fuel cells pressioni decisamente più basse, anche il documento da te linkato parla, ad esempio per le fuel cells ad acido fosforico, di una P tra 1 e 10 bar. Per quanto riguarda caldaie o fornelli non saprei ma un utente del forum che sta lavorando ad una caldaia ad HHO ha sempre parlato di pressioni (se non ricordo male) di 2 - 3 bar

P.S.
Colgo l'occasione per augurare a Riccardo gli auguri e miei complimenti per la nuova posizione all'interno di EA