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Per chi sta pensando di acquistare una casa prefabbricata off-grid, la domanda importante non è cosa significhi “off-grid”, ma come i diversi sistemi funzionino insieme nella pratica.
Elettricità, acqua, acque reflue, riscaldamento e cottura devono essere considerati tutti come parte di un unico progetto integrato. Ogni sistema ha i propri costi, le proprie esigenze di manutenzione e i propri limiti, e le scelte fatte in un ambito spesso si ripercuotono su un altro. Una pompa di calore, ad esempio, può ridurre la dipendenza dal combustibile fornito, ma aumenta anche il fabbisogno di elettricità e quindi influisce sulle dimensioni dell’impianto solare e della batteria di accumulo.
Le case off-grid che funzionano meglio sono di solito quelle in cui questi sistemi vengono progettati insieme fin dall’inizio, invece che aggiunti uno per uno in un secondo momento.
Elettricità: l’impianto solare e l’accumulatore devono essere dimensionati insieme
I pannelli solari fotovoltaici abbinati a un sistema di accumulo a batteria sono il punto di partenza standard per la maggior parte delle case prefabbricate off-grid.
L’impianto fotovoltaico determina quanta elettricità può generare la casa, mentre le batterie determinano per quanto tempo quell’elettricità rimane disponibile quando la produzione solare cala. Questa distinzione è importante perché un sistema che funziona bene nelle condizioni di forte luce estiva potrebbe comportarsi in modo molto diverso durante diversi giorni consecutivi di cielo nuvoloso in inverno.
Quando confronti i sistemi, chiedi la capacità della batteria in kWh, non solo la potenza solare installata in kW.
La progettazione dovrebbe inoltre basarsi sulle condizioni locali piuttosto che su ipotesi generiche. La produzione solare varia notevolmente a seconda della latitudine, dell’orientamento, dell’ombreggiamento e del clima; pertanto, il sistema dovrebbe essere dimensionato in base ai periodi di produzione più bassa realistica, piuttosto che solo alle medie annuali.
Anche la domanda delle famiglie è altrettanto importante. Cucinare, l’acqua calda, il riscaldamento, l’aria condizionata, le apparecchiature per l’ufficio a casa e la ricarica dei veicoli elettrici possono tutti comportare un carico notevole su un impianto elettrico fuori rete.
Un generatore di riserva può quindi comunque essere utile, soprattutto in luoghi dove la produzione solare invernale è bassa o le condizioni meteorologiche sono imprevedibili. Magari non lo usi spesso, ma ti garantisce una certa autonomia nel caso in cui il livello della batteria scenda troppo durante un periodo prolungato di produzione solare limitata.
A volte nei pacchetti per impianti off-grid sono incluse piccole turbine eoliche, anche se hanno senso solo in luoghi con condizioni di vento costantemente favorevoli. A livello residenziale, i costi di manutenzione, le vibrazioni e il rumore possono superare l’energia elettrica in più prodotta se il sito non è particolarmente adatto all’eolico.
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RICHIEDI PREVENTIVILa domanda fondamentale non è quanta elettricità riesci a produrre in una giornata favorevole, ma per quanto tempo la casa può funzionare quando le condizioni sono sfavorevoli.
Domande da farti
- La casa sarà abitata a tempo pieno o solo ogni tanto?
- Il riscaldamento, l’acqua calda e la cucina dipenderanno tutti dall’elettricità?
- Hai intenzione di ricaricare un veicolo elettrico a casa?
- Quanta autonomia vorresti avere durante alcuni giorni di scarsa produzione solare?
Acqua: approvvigionamento, stoccaggio e filtrazione sono tre problemi distinti
L’acqua fuori rete proviene di solito da una o da una combinazione di tre fonti: un pozzo trivellato, la raccolta dell’acqua piovana o l’acqua trasportata.
Un pozzo può essere la soluzione più affidabile a lungo termine, laddove le condizioni geologiche e le autorizzazioni lo consentano, ma i costi di perforazione e la profondità delle falde acquifere variano enormemente da un sito all’altro.
Il cambiamento climatico sta inoltre rendendo meno prevedibile la disponibilità di acque sotterranee in alcune regioni. Le siccità prolungate e i cambiamenti nelle precipitazioni stanno colpendo zone che storicamente hanno subito poche carenze idriche, il che significa che l’esperienza locale del passato non è più sempre una garanzia della disponibilità futura.
Per questo motivo, è consigliabile effettuare una valutazione idrogeologica locale prima di dare per scontato che un pozzo possa fornire acqua a sufficienza per tutto l’anno.
La raccolta dell’acqua piovana è un’altra soluzione diffusa e si integra particolarmente bene con l’edilizia prefabbricata, poiché il sistema di raccolta può essere inserito fin dall’inizio nella progettazione del tetto e del sistema di drenaggio.
Il tetto, però, è solo la prima parte del sistema.
Ti serve anche una capacità di stoccaggio sufficiente per superare il periodo più secco dell’anno. I dati sulle precipitazioni annuali, da soli, possono essere fuorvianti perché due località con lo stesso totale di precipitazioni potrebbero registrarle in modo molto diverso nel corso dell’anno.
Un serbatoio capiente potrebbe quindi essere più importante di un’ampia area di raccolta nelle regioni in cui le piogge si concentrano in periodi relativamente brevi.
Anche l’acqua destinata al consumo deve essere sottoposta a un adeguato processo di filtrazione e trattamento. A seconda delle normative locali e della qualità dell’acqua, questo può includere la filtrazione dei sedimenti, la filtrazione con carbone attivo e la disinfezione con raggi UV.
Il riciclo delle acque grigie può ridurre ulteriormente i consumi riutilizzando l’acqua delle docce o dei lavandini per scopi quali lo scarico dei WC o l’irrigazione. Può ridurre la pressione sulla rete idrica principale, anche se non sostituisce la necessità di una fonte primaria affidabile.
Quando si parla di approvvigionamento idrico autonomo, le precipitazioni annuali contano meno della capacità del tuo sistema di stoccaggio di farti superare le settimane più secche dell’anno.
Un modo utile per pensare al sistema è quello di suddividerlo in tre domande distinte:
- Fonte: da dove verrà l’acqua?
- Scorte: per quanto tempo la famiglia può cavarsela senza nuove forniture?
- Trattamento: cosa serve per rendere quell’acqua adatta all’uso previsto?
Acque reflue: sistemi settici, impianti di trattamento e servizi igienici alternativi
Se non c’è un allacciamento alla rete fognaria comunale, le acque reflue devono essere gestite direttamente all’interno della proprietà.
Una fossa settica con un campo di drenaggio rimane una delle soluzioni più diffuse. È un sistema ben noto, relativamente semplice e adatto a molte zone rurali, a patto che le condizioni del suolo e delle acque sotterranee lo consentano.
Spesso è il campo di drenaggio a rappresentare il fattore limitante, piuttosto che la cisterna stessa. La permeabilità del terreno, il livello delle acque sotterranee, le dimensioni del lotto e le distanze minime dai pozzi o dai confini della proprietà possono determinare se sia possibile installare un impianto settico convenzionale.
Alcuni progetti utilizzano invece impianti di trattamento delle acque reflue di piccole dimensioni. Questi sistemi trattano le acque reflue secondo standard più elevati prima dello scarico e possono rivelarsi utili laddove le condizioni di drenaggio convenzionali sono difficili, anche se di solito richiedono elettricità, assistenza tecnica e manutenzione regolare.
I WC a compostaggio sono un’altra opzione, soprattutto per casette, tiny house e immobili con pochi occupanti. Riducono notevolmente il consumo d’acqua e possono eliminare del tutto le acque nere dal flusso delle acque reflue.
Tuttavia, richiedono un maggiore coinvolgimento da parte degli occupanti e potrebbero non essere adatte a tutte le famiglie o a tutti i quadri normativi locali.
La progettazione del sistema di smaltimento delle acque reflue dovrebbe quindi partire dal sito, non dalla casa. È molto più facile adattare il progetto alle condizioni del terreno già note piuttosto che scoprire, dopo aver comprato la casa, che l’impianto fognario che preferivi non può essere installato.
Domande da farti
- Il terreno è stato davvero analizzato?
- A che altezza si trova la falda freatica?
- C’è spazio a sufficienza per il sistema di drenaggio o l’area di trattamento necessari?
- Di quale manutenzione avrà bisogno il sistema nei prossimi 10 o 20 anni?
Riscaldamento e cucina: parti dall’involucro edilizio
Per una casa fuori rete, uno dei sistemi energetici più importanti è proprio l’involucro edilizio stesso.
Un buon isolamento, una struttura a tenuta d’aria, finestre ad alte prestazioni e un attento controllo dei ponti termici riducono il fabbisogno di riscaldamento e raffreddamento dell’edificio. Questo può ridurre notevolmente le dimensioni e i costi dei sistemi necessari per mantenere temperature interne confortevoli.
Questo è uno dei settori in cui l’edilizia prefabbricata può dare ottimi risultati. I sistemi prefabbricati per pareti e tetti possono garantire un isolamento e una tenuta all’aria costanti, se progettati e realizzati correttamente dal produttore.
Prima di parlare degli impianti di riscaldamento, informati sulle prestazioni termiche delle pareti, del tetto, del pavimento e delle finestre.
Un edificio ad alta efficienza energetica può bastarsi con una pompa di calore relativamente piccola, una stufa a legna o un altro impianto di riscaldamento compatto. Se è mal isolata, potrebbe consumare molta più elettricità o combustibile durante l’anno.
Le pompe di calore sono sempre più diffuse nelle case off-grid, soprattutto nei climi più miti e negli edifici ben coibentati. La loro efficienza può renderli interessanti, ma il loro fabbisogno elettrico va tenuto in considerazione quando si calcola la produzione solare e la capacità delle batterie.
Le stufe a legna rimangono una delle soluzioni di riscaldamento più semplici per le zone isolate, soprattutto dove la legna da ardere è facilmente reperibile. Richiedono lo stoccaggio del combustibile, una manutenzione regolare e la movimentazione manuale, ma possono fornire riscaldamento senza aumentare in modo significativo il fabbisogno di energia elettrica.
Il GPL o il propano sono un’altra opzione comune per il riscaldamento, l’acqua calda o la cucina. Evita di dipendere dalla rete elettrica per tutte le funzioni domestiche, anche se richiede comunque consegne periodiche di combustibile.
Anche le scelte in cucina contano di più rispetto a quanto potrebbero in una casa allacciata alla rete elettrica. La cottura a induzione è efficiente, ma comporta un carico relativamente elevato a breve termine sull’impianto elettrico. Cucinare a gas riduce quel carico, ma comporta un’altra fonte di approvvigionamento di combustibile.
Non esiste una soluzione universalmente corretta. La combinazione migliore dipende dal clima, dal numero di occupanti, dalla disponibilità di carburante e dall’autonomia elettrica che il proprietario desidera.
In una casa off-grid, ridurre i consumi spesso costa meno che aumentare l’approvvigionamento.
Questo rende l’involucro edilizio uno dei primi aspetti da esaminare, non un elemento secondario.
Lo stoccaggio e la ridondanza sono importanti tanto quanto la produzione
La progettazione off-grid consiste fondamentalmente nel gestire i periodi in cui le risorse scarseggiano temporaneamente.
- Per l’elettricità, questo significa la capacità della batteria.
- Per l’acqua, si tratta della capacità del serbatoio.
- Per il combustibile da riscaldamento, significa stoccaggio.
Il sistema non dovrebbe essere progettato in base a una tipica giornata di sole o a un mese con precipitazioni medie. Dovrebbe essere pianificato tenendo conto dei periodi in cui le condizioni sono meno favorevoli.
Questo non significa per forza sovradimensionare in modo esagerato ogni componente. Significa capire dove la ridondanza è più utile.
Un generatore di riserva relativamente economico potrebbe garantire una maggiore resilienza rispetto all’aggiunta di un banco di batterie molto capiente. Un serbatoio d’acqua aggiuntivo potrebbe garantire maggiore sicurezza rispetto all’ampliamento della superficie di raccolta sul tetto. Una stufa a legna può fungere da sistema di riscaldamento di riserva anche se di solito in casa si usa una pompa di calore.
L’obiettivo non è solo l’indipendenza, ma la resilienza.
La domanda delle famiglie deve essere realistica
Uno degli errori più comuni che si commettono quando si progetta una casa off-grid è sottovalutare il consumo effettivo di elettricità e acqua della famiglia.
La differenza tra una casa vacanze a basso consumo energetico e una casa di famiglia abitata tutto l’anno è notevole.
Aria condizionata, cucine elettriche, lavatrici, asciugatrici, computer, pompe e veicoli elettrici possono far aumentare rapidamente il fabbisogno di energia elettrica.
Anche il consumo d’acqua varia notevolmente a seconda del numero di persone in casa, delle docce, degli elettrodomestici, del giardinaggio e dello stile di vita.
La progettazione dovrebbe quindi partire da una stima del fabbisogno giornaliero piuttosto che da un pacchetto standard di attrezzature.
Vale anche la pena tenere conto di eventuali cambiamenti futuri. Una casa progettata per le esigenze di due persone potrebbe in futuro ospitare una famiglia, ulteriori elettrodomestici o un veicolo elettrico.
Prevedere un po’ di capacità in più nel sistema può essere molto più semplice che potenziare lo stoccaggio o la generazione una volta che la casa è già pronta.
Domande da farti
- Quante persone useranno davvero la casa tra cinque anni?
- La domanda di elettricità potrebbe aumentare in futuro?
- Il sistema è dimensionato in base alle abitudini attuali o a quelle future?
- Quali servizi considereresti essenziali in caso di interruzione prolungata o carenza di energia?
Domande da farti prima di comprare una casa off-grid prefabbricata
Quando parli con un produttore di un pacchetto off-grid
