Cucina a induzione

Questo post è stato pubblicato sul blog “aspoitalia” nel 2008. Lo ripropongo qui (con alcune piccole modifiche) perchè non era stato visto su “NuoveTecnologieEnergetiche” e mi sembra sempre più attuale in vista del post che avevo pubblicato la settimana scorsa a proposito dell “autoconsumo” di energia elettrica prodotta dalle rinnovabili. Cucinare a induzione offre la possibilità di mettere subito in uso l’energia prodotta localmente dalle rinnovabili e di ridurre la necessità per la rete elettrica di adattarsi alle variazioni di produzione che sono tipiche di fonti intermittenti come il fotovoltaico o l’eolico.


C’è un concetto che è ben assodato nell’armamentario delle idee ambientaliste: quello che usare l’energia elettrica per il riscaldamento è – come dicono gli americani – un “no-no”; uno spreco che dovrebbe essere evitato a tutti i costi. Questa idea deriva da un ragionamento corretto nel contesto di una certa ipotesi. Ovvero, se dobbiamo usare il gas per generare energia elettrica, poi questa energia la dobbiamo trasportare a lunga distanza, e poi ritrasformare in energia elettrica per scaldare la resistenza di una stufetta, beh, ovviamente questo non ha senso. E’ questa catena di inefficienze che ha generato il termine molto efficace di “strage termodinamica” per chi usa stufe elettriche per il riscaldamento. Molto meglio, in questo contesto, usare direttamente il gas per il riscaldamento, soprattutto se in caldaie efficienti o, meglio ancora, in cogenerazione.

Anch’io ero convinto di questa idea, tanto è vero che quando abbiamo cambiato la cucina in casa, qualche anno fa, mi ero sbattezzato per trovare un forno a gas che non si esisteva in vendita quasi da nessuna parte. Una volta trovato e montato, mi sono sentito molto “ecologico” ma, ripensandoci oggi, dopo che ho montato un impianto fotovoltaico a casa mia, sono proprio sicuro di aver fatto la cosa giusta? Non è invece che un forno elettrico alimentato da energia solare fotovoltaica sarebbe stato meno inquinante e meno costoso?

Il concetto del riscaldamento elettrico fotovoltaico mi ha incuriosito. Da quando ho l’impianto FV sono diventato molto cosciente dell’energia che consumo nelle varie attività di casa e mi sento molto stimolato a essere efficiente al massimo. Perciò, mi sono messo a fare qualche esperimento per vedere quali sono i metodi migliori per scaldare le cose in cucina.

Ovviamente, le antidiluviane piastre riscaldanti a resistenza non sono una buona idea. Tuttavia, l’ultimo sviluppo tecnologico in cucina è la piastra riscaldante a induzione; molto più efficiente. La piastra funziona secondo il principio, appunto, dell’induzione, ovvero scaldando oggetti metallici per mezzo del campo elettromagnetico generato da un solenoide. Ha il vantaggio che scalda unicamente il metallo. Se non c’è la pentola da scaldare, non funziona; ergo: nessuno spreco di energia. Se le comprate da incasso, le piastre a induzione sono molto care, ma quella che vedete in figura costa poco più di 50 Euro comprata su ebay.it. Messa alla prova, sembra funzionare una meraviglia, ma non basta la prima impressione, bisogna quantificare.

La piastra non permette una misura dell’energia utilizzata e per questo scopo mi sono procurato un misuratore di energia per elettrodomestici comprato su D-mail a una trentina di euro (vedete anche quello nella figura, in basso a destra). Non è che l’oggetto mi entusiasmi molto, il minimo che può misurare sono 10 Wh, che è un po’ poco come sensibilità. Ma per queste misure in cucina dovrebbe andar bene anche questo.

Attrezzato con questi aggeggi, ho fatto un po’ di misure comparative anche con i fornelli a gas e con il forno a microonde, scegliendo 500 cc di acqua come sostanza da riscaldare. Ho usato un pentolino d’acciaio da circa 600 cc, oppure una pentola più grande, oppure, per i test nel microonde, la stessa quantità di acqua l’ho messa in un’insalatiera di vetro. Per quanto riguarda i fornelli a gas, ovviamente l’energimetro di D-Mail mi serviva a poco, ma ho trovato su internet una taratura dei fornelli AEG in kW (che, purtroppo, da allora non esiste più su internet, ma mi sono segnato i dati ). Non so se sono esattamente uguali ai miei fornelli, ma credo che siano misure standard per tutte le cucine.

Ecco i risultati. Non sono misure super-sofisticate, ma servono per dare un’idea.


Adesso vi dico che cosa deduco da queste misure.

1. La piastra a induzione è, effettivamente, molto efficiente. Molto di più del gas, ed è anche più rapida. Possiamo fare un piccolo calcolo di efficienza ragionando che la capacità termica dell’acqua è di 4.2J/k/g, per scaldare 500 cc ci vogliono 168 kJ, ovvero 46e-3 kWh. Notate che la lettura di “50 Wh” sullo strumento che ho usato va letta come un valore compreso fra 50 e 60 per cui se ne conclude che riscaldare a induzione ha un’efficienza dell’ordine dell’80%. Niente male!

2. Notate che c’è una differenza nei risultati a seconda della forma e dimensioni della pentola. Sia l’induzione sia il gas fanno più fatica a scaldare una pentola più grande. Questo è abbastanza ovvio, dato che entrambi devono scaldare una massa di metallo maggiore.

3. C’è una notevole perdita di efficienza a scaldare una pentola piccola su un fornello a gas troppo grande. Molto del calore si disperde nell’aria.

4. Il forno a microonde è la cosa meno efficiente e più lenta di tutte per portare l’acqua all’ebollizione. In realtà, ho il dubbio che questo sia dovuto in parte al fatto che ho usato un recipiente non specifico per le microonde. Può darsi che molta energia sia finita per scaldare il recipiente. Ma è una questione accademica, dato che nessuno usa il forno a microonde per fare la pastasciutta.

5. In termini di costi (senza fotovoltaico), non c’è molta differenza fra gas e induzione. Prendiamo la tariffa attuale per l’energia elettrica di .12 euro per kW. Scaldare 500 cc con l’induzione, richiede .05 kWh, ovvero 0.006 euro (0.6 centesimi) in condizioni favorevoli. Con il gas piccolo, secondo i dati AEG, abbiamo una portata di 0.095 m3/h. Per 9 minuti, fanno 0.014 m3. Al prezzo attuale di 0.320 euro/m3 fanno 0.0045 euro (0.45 centesimi), leggermente meno dell’induzione. Ma se si scalda con la tariffa notturna (0.08 Eur/kWh) allora vince l’induzione. Se poi c’è il FV, ovviamente, non c’è confronto, l’induzione stravince.

6. In termini di emissione di gas serra, se c’è il FV, ovviamente, l’induzione stravince sul gas. In assenza di FV o usando la piastra di sera, è difficile dire. La piastra è molto più efficiente localmente (circa un fattore 3) del gas, ma bisogna considerare tutta la catena di produzione dell’energia elettrica. Quanti gas serra si emettono dipende dalla fonte primaria. Se è idroelettrica, per esempio, le emissioni sono zero. Se è a carbone, al contrario, le emissioni sono alte. Normalmente, l’energia elettrica che utilizziamo arriva da un mix del quale non possiamo conoscere la composizione. Bisogna un po’ vedere dove e quando, ma la piastra a induzione potrebbe essere spesso migliore del gas anche per quanto riguarda l’emissione dei gas serra.

Questa serie di dati, credo, è già sufficiente per rivoltare il concetto che vuole che il metano sia sempre più “ecologico” dell’energia elettrica per applicazioni termiche (non sempre il metano ti da una mano). Se usata con la tecnologia giusta, e soprattutto se generata dal sole, l’energia elettrica in cucina sembrerebbe spesso meno costosa, più rapida e più sicura del gas.

Ora, si tratta di vedere quanto queste considerazioni possono essere estese oltre la cucina dove, tutto sommato, di energia se ne usa abbastanza poca. Possiamo dire che se uno ha il fotovoltaico gli conviene tornare allo scaldabagno elettrico o, addirittura, alle stufette elettriche? Beh, qui non è detto. Un problema è che gli impianti elettrici delle case attuali non sarebbero in grado di reggere il carico di una casa “tutta elettrica”. Allo stesso modo, un impianto fotovoltaico che sta su un tetto non sarebbe probabilmente in grado di reggere il consumo di una casa che usasse solo stufe elettriche a resistenza per il riscaldamento. D’altra parte, è anche vero che esistono dei sistemi di riscaldamento casalingo molto più efficienti delle resistenze elettriche. Mi sembra probabile che un sistema di riscaldamento basato su fotovoltaico e pompe di calore possa essere meno inquinante e meno costoso di un sistema tradizionale a caldaia e, forse, anche di un sistema a cogenerazione. Quest’ultimo, per quanto efficiente possa essere, dipende pur sempre dai combustibili fossili.

Tutte queste cose vanno studiate ulteriormente. Nel frattempo, teniamo conto che la faccenda “mai usare l’elettricità per il riscaldamento” si potrebbe rivelare una leggenda in molti casi.

(ringrazio Emilio Martines per i suoi suggerimenti a proposito della piastra a induzione e Corrado Petri per i suoi commenti a proposito di questa nota)



20 comments ↓

#1 Giuseppe Marone on 08.30.10 at 14:17

Una breve segnalazione: il link alla “taratura dei fornelli in kW…” e’ rotto; ho provato a fare una veloce googlata, ma non mi pare di aver trovato nulla di utile.

#2 Ugo Bardi on 08.30.10 at 14:34

Accidenti….. in effetti quella taratura non esiste più su internet. Per fortuna i dati me li ero segnati. Ho modificato l’articolo; se poi ritrovo un sito con i dati, aggiungo il link. Grazie per la segnalazione

#3 Arturo on 08.30.10 at 15:48

Ci sono pompe di calore aria-aria che danno un c.o.p.di 5,50 !! Quindi con un Kw elettrico mi da 5,50 Kw termici e prezzi alla mano dell’elettricità e del metano stravincono su qualsiasi caldaia a condensazione!!

Mi domando (chiedo venia se è una idiozia) se non sia un’idea la rimozione del trasformatore 230V. ac dalle PdC, poichè queste funzionano a 12 Vcc; in questo modo così si potrebbe abbinare l’elettricità dai pannelli FV alla PdC, evitando 2 trasformazioni da 12 V. cc a 230 ac e viceversa con le relative perdite.

#4 Guglielmo Magri on 08.30.10 at 16:21

Il calcolo della convenienza energetica fra riscaldamento a gas ed elettrico dipende dal rendimento della rete elettrica nazionale che purtroppo non è univocamente definito e soprattutto varia di anno in anno.
Nella norma UNI TS 11300 viene indicato il valore 0,36 e con tale valore saremmo molto vicini al pareggio pur con una efficienza del riscaldamento elettrico 3 volte maggiore di quella del gas.
In realtà gli ultimi rapporti danno un valore più alto di questo rendimento, fino anche a 0,45 e quindi in questo caso la convenienza aumenta molto.
Per ciò che riguarda il confronto pdc-generatori a gas bisogna stare molto attenti a valutare il rendimento e il COP stagionale e non quello nominale e questo soprattutto con le pompe di calore aria-acqua può essere molto critico per effetto delle basse temperature e dei cicli di sbrinamento.
Le pompe di calore aria-aria hanno il difetto di dare un comfort molto peggiore rispetto ai sistemi idronici e quindi il confronto non è a parità di condizioni.

#5 Mimmo on 08.30.10 at 17:33

Giustamente, se uno produce l’energia elettrica da fonti rinnovabili e la consuma per riscaldare (tramite induzione, microonde o altro) non danneggia l’ambiente.
Ma fintanto che da qualche parte della stessa rete si utilizza energia elettrica proveniente da fonte fossile, forse, in una visione più estesa, e con limiti della rete, converrebbe versare in rete l’energia elettrica prodotta ecologicamete e utilizzare fonti fossili per il solo riscaldamento.
In termini molto spannometrici: se mi serve 1 kWh termico e lo produco con i pannelli fotovoltaici non emetto anidride carbonica .
Se il mio vicino usa la stessa quantità d energia elettrica, probabilmente per produrla saranno stati bruciati combustibili fossili per circa tre kWh.

Se io utilizzassi un kWh di fossile per ottenere un kWh di termico e versassi in rete il mio kWh elettrico rinnovabile, globalmente, io e il mio vicino, avremmo risparmiato di bruciare due kWh di fossili. O sbaglio?

#6 Luigi ruffini on 08.30.10 at 17:34

Io ovviamente sul riscaldamento elettrico non mi pronuncio 🙂
Cmq sto per iniziare un test su una caldaia elettrica abbinata ad un impianto ad acqua sottopavimento.
Ne riparliamo a Natale.. 😉

@ Arturo

Non è possibile usare direttamente l’energia elettrica del FTV sulle PDC. Intanto i pannelli commerciali non funzionano a 12V, ma hanno valori a vuoto spesso oltre i 30 V, poi non c’é convenienza per il riscaldamento notturno. Infine l’incentivazione Conto Energia è valida solo per impianti connessi alla rete elettrica.
Bilanciare la produzione fotovoltaica privata con l’esigenza del riscaldamento in “presa diretta” è praticamente impossibile.
Cmq la perdita di conversione degli inverter ormai è sopra il 90%.

#7 Luigi ruffini on 08.30.10 at 17:35

Pardon, intendevo dire che l’efficienza di conversione degli inverter è sopra il 90%.

#8 Arturo on 08.31.10 at 08:09

@ Luigi Ruffini
ok, grazie per per il tuo utile chiarimento !!

#9 Anonimo on 08.31.10 at 10:33

@ Guglielmo

Più precisamente, il rendimento medio della rete elettrica della UNI TS 11300 è superato dalla delibera AEEG 03/08:

http://www.autorita.energia.it/it/docs/08/003-08een.htm

che indica il rappoto di conversione da kWh elettrico a Tep (tonnellata equivalente di petrolio) in 0.187E-3.
Da questo risulta che l’efficienza della rete è 0.46, ma bisogna ricordarsi di togliere circa un 7% dovuto alle perdite medie di trasmissione, arrivando quindi ad uno 0.42 – 0.43.

#10 tass on 08.31.10 at 13:39

GRAVI ERRORI DI VALUTAZIONE:
Innanzitutto quoto “Mimmo”
E poi vorrei rifare i calcoli tenendo conto dell'”energia grigia:”
Esempio (che poi è la mia realtà) immaginiamo di dover allestira una cucina nuova in un appartamento non ancora raggiunto dal gas:
Quanto costa in denaro ed energia l’allacciameto al gas?
Quanto mi costa in dispersione la presa d’aria per il gas e la kappa per aspirare il CO2 prodotto dai fornelli?

=> 900€ spesi nel piano cottura ad induzione da incasso (rendimento > 90%) sono un ottimo investimento!

http://vaconline.altervista.org/car/Video_CuocereLaMinestra.php

#11 roberto on 09.02.10 at 11:28

Se è utile qualche dato pratico, da tre anni vivo in una casa singola di circa 200 m2 in nord italia, ben isolata (ma non passiva), senza allacciamento al gas, dotata di fotovoltaico (6 kW di picco pari a 6400 kW/h annui), pompa di calore aria/terra in orizzontale, fornello ad induzione, recupero idrico con immissione in lavatrice e sciacquoni (la pompa ha un certo consumo), falciaerba elettrico e congelatore aggiuntivo e asciugabiancheria a basso consumo (so che è un una bestemmia, ma qui in friuli piove sempre!).
Il consumo medio annuale per tutto ciò è di circa 7500 kW/h, non sono riuscito a raggiungere emissioni zero ma non dispero, magari con una piccola turbina. Riguardo all’induzione aggiungo ai vantaggi la mancata produzione di inquinanti da bruciatura tipica dei fornelli a gas l’estrema facilità di pulizia del piano cottura. I costi per il tutto non sono stati bassi (intorno ai 50.000 euro), ma grazie al conto energia possono essere riassorbiti in circa 15 anni.

#12 Luigi ruffini on 09.02.10 at 13:01

@ Roberto

La PDC aria/terra immagino sia con la serpentina interrata. Quanti mq occupa? Ad 1 metro di profondità?
Che potenza massima ha di assorbimento?

#13 Mimmo on 09.02.10 at 13:46

Scusate: non mi trovo. Si parla di rendimenti della rete elettrica citando una delibera che dichiara ‘rendimento medio del parco termoelettrico nazionale pari al 39%’ (seppure intervengono ‘cicli combinati a gas…con rendimenti caratteristici pari al 58%’) .
A questo rendimento poi credo andrebbe sottratto quello di trasmissione dell’energia elettrica.

#14 roberto on 09.02.10 at 16:14

@ Luigi Ruffini
Sì, ci sono due sonde di 150 metri l’una, in trincee spaziate di due metri, interrate a 1 metro e 40 di profondità (migliore compromesso tra vari parametri, secondo lo studio di chi le ha installate). Il terreno è di circa 1500 metri quadrati. La potenza massima assorbita è 2,4 kW (non so lo spunto), per 10-14 ore in pieno inverno. Il consumo annuo per riscaldare (compreso acqua sanitaria) è intorno a 5000 kw, con riscaldamento a pavimento e temperatura 18-19 gradi. Ricordo che da circa UN ANNO esiste un molto vantaggioso contratto dedicato per pompe di calore che consente di pagare il kw a 0,11 indipendentemente dal consumo, come misurato da contatore apposito. Per accedervi bisogna avere però il contratto casalingo a 3 kW, cosa quasi impossibile avendo l’induzione.

#15 Luigi ruffini on 09.02.10 at 18:50

@ Roberto

Grazie per le info. Molto esaustive. In effetti le PDC interrate o a con sonda sono le uniche ad avere dei rendimenti eccellenti. La tua è stata progettata bene, non mi meravilgia che il fabbisogno sia contenuto.
Complimenti.

#16 Arturo T on 09.03.10 at 08:15

@ Roberto
credo che potresti ridurre significativamente il fabbisogno termico invernale installando un sistema di ventilazione meccanica controllata con recupero di calore a bassa entalpia. “Costicchiano” un pò in proporzione alla tecnologia semplicissima, ma aiutano a contenere le perdite di calore a seguito dei necessari ricambi di aria

#17 roberto on 09.03.10 at 09:40

@ Arturo T
Grazie per il suggerimento, ma, come dicevo, la casa non è “tombale” come sono le passive, non ha cappotto impermeabile ma l’isolameto è affidato a mattoni di cotto di grosso spessore impastati con legno. Il ricambio necessario (ridotto per l’assenzadi fiamme libere) è affidato allo scambio naturale ed all’apertura controllata tramite domotica di alcuni lucernari nelle ore più calde per pochi minuti, so di studi che mostrano come il tempo di ricambio aria aprendo una finestra in un dato locale sia sorprendentemente breve. Colgo l’occasione per ringraziare Ugo Bardi per questo post, in effetti prima mi sentivo molto in colpa per usare energia elettrica per cuocere la pasta.

#18 Stefano on 09.03.10 at 17:34

@ Mimmo
La delibera è chiara: dopo un lungo preambolo (che riporta i dati che tu citi) dice che il fattore di conversione medio è 0.187E-3.
Rapportandolo con l’equivalenza unitaria tra kWh e tep (0.086E-3) si ottiene precisamente 0.4598 ovvero circa 0.46 ovvero 46%. Naturalmente questa è una media significativa dei rendimenti dei vari tipi di centrale allacciate in rete.
Come dice l’Anonimo e come ripeti correttamente tu, bisogna ulteriormente ridurre il valore secondo le perdite di rete.

Nel tuo primo intervento, invece, quello che dici è vero solo se ti scaldi tramite resistenza trasformando un kWh elettrico in uno termico.
Se usi una pompa di calore, trasformi un kWhe in più kWht (a seconda del COP stagionale che può essere anche maggiore di 3 per il geotermico), per cui puoi scaldarti con il fotovoltaico senza sprechi (o addirittura risparmiando)

#19 Termografia, Efficienza e Riqualificazione Energetica, Materiali Termoriflettenti on 09.05.10 at 01:13

[…] hanno raggiunto nemmeno lontanamente gli obiettivi di performance per cui sono state progettate. Cucina a induzione: cucinare con l’energia elettrica del fotovoltaico C’è un concetto che è ben assodato nell’armamentario delle idee ambientaliste: quello che […]

#20 Rassegna Stampa: Cucina a induzione on 09.27.10 at 17:18

[…] Stefano Ambrosini Articolo tratto da http://www.aspoitalia.it/blog/nte/2010/08/30/cucina-a-induzione/ […]