Analisi energetica, CBA e LCA di configurazioni carport fotovoltaico con batteria

The building sector is among the main sources of greenhouse gas emissions and lies at the centre of the European decarbonization targets for 2050. Photovoltaics on existing buildings is one of the most immediate ways to reduce dependence on the grid, yet on heritage-protected complexes its application meets constraints that do not concern only the envelope. The placement of the modules on the roofs is often limited as well, and this steers the choice towards less invasive solutions. This work addresses the partial decarbonisation of the Centro Antonianum of the Society of Jesus in Padua, a complex of historical value subject to landscape protection, through a carport photovoltaic system over its car park, coupled with a storage system. The aim is to define and compare alternative strategies across the energy, environmental and economic dimensions, over a twenty-five-year horizon. The analysis follows a funnel approach: the configurations are first assessed on the energy side through dynamic simulations in EnergyPlus, and only those that pass the filter move on to the detailed environmental and economic assessment. Ten configurations are considered, five plant sizes from four to eight carport units, in the variants without and with storage. The embodied emissions are drawn from the Environmental Product Declarations under a cradle-to-grave boundary, and the costs from the Regional Price List of Veneto. The intervention proves profitable in every configuration, with an internal rate of return always above the 5.8 % taken as a reference. By then assigning a shadow price from the European Investment Bank to the avoided CO₂eq, the two readings are recomposed into a single net present value. The system pays back the CO₂eq footprint spent in about three years and the energy in about two. Storage raises the coverage of the demand up to about 84 %. Among the solutions without incentive, the five-carport-unit configuration with storage offers the best compromise, with a net present value of 37ꞌ602 €, a payback time of sixteen years and a levelised cost of electricity of 0.171 €/kWh. The decarbonization thus obtained is partial but provides a good basis towards the full neutrality of the building.

Il settore edilizio è tra i principali responsabili delle emissioni di gas serra ed è centrale negli obiettivi europei di decarbonizzazione per il 2050. Il fotovoltaico negli edifici esistenti è una delle strade più immediate per ridurre la dipendenza dalla rete, ma nei complessi soggetti a tutela la sua applicazione incontra vincoli che non riguardano soltanto l'involucro. Anche la collocazione dei moduli sulle coperture è spesso limitata e questo orienta la scelta verso soluzioni impiantistiche meno invasive. Il presente lavoro ha come oggetto la parziale decarbonizzazione del Centro Antonianum della Compagnia di Gesù a Padova, complesso di valore storico soggetto a vincolo paesaggistico, attraverso un impianto fotovoltaico a carport sul parcheggio, abbinato a un sistema di accumulo. L'obiettivo è definire e confrontare strategie alternative sui tre piani energetico, ambientale ed economico, lungo un orizzonte di venticinque anni. L'analisi segue un percorso a imbuto: le configurazioni vengono prima valutate sul piano energetico con simulazioni dinamiche in EnergyPlus, e solo quelle che superano il filtro passano alla valutazione ambientale ed economica di dettaglio. Le configurazioni sono dieci, cinque taglie di impianto, dalle quattro alle otto unità carport, nelle varianti senza e con accumulo. Le emissioni incorporate derivano dalle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto secondo un perimetro cradle to grave e i costi dal Prezzario Regionale del Veneto. L'intervento risulta conveniente in ogni configurazione, con un tasso interno di rendimento sempre superiore al 5.8 % assunto come riferimento. Attribuendo poi alla CO₂eq evitata un prezzo ombra della Banca Europea per gli Investimenti, le due letture si ricompongono in un unico valore attuale netto. L'impianto restituisce l'impronta di CO₂eq spesa in circa tre anni e l'energia in circa due. L'accumulo innalza la copertura del fabbisogno fino a circa l'84 %. Tra le soluzioni prive di incentivo, la configurazione a cinque unità carport con accumulo offre il miglior compromesso, con un valore attuale netto di 37ꞌ602 €, un tempo di ritorno di sedici anni e un costo livellato dell'elettricità di 0.171 €/kWh. La decarbonizzazione così ottenuta è parziale, ma costituisce una buona base verso la piena neutralità dell'edificio.