Una caldaia elettrica è un generatore di calore per riscaldamento sia per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) che utilizza l’energia elettrica per riscaldare l’acqua. Nel caso di apparati completi di tutte le componenti necessarie, è più corretto chiamarla centrale termica anche se spesso è di ridotte dimensioni e talvolta sono mobili.

La centrale termica elettrica è composta da uno scambiatore termico con resistenze elettriche, la caldaia elettrica è completa di circolatore per riscaldamento, vaso di espansione e di tutti i dispositivi di controllo e sicurezza.

Come per tutte le macchine elettriche, anche per questo dispositivo il rendimento è elevato, essendo prossimo al 99% nei modelli più avanzati.

I vantaggi associati all’utilizzo delle caldaie elettriche, possono riassumersi nei seguenti termini essenziali:

– nessun vincolo sul locale di installazione;

– assenza di canna fumaria;

– assenza di fori per aerazione e ventilazione;

– nessuna emissione inquinante locale;

– esenzione dalle verifiche periodiche;

– funzionamento silenzioso;

– contenuti costi di manutenzione;

– costi iniziali competitivi (il prezzo medio attuale è di circa 85 euro/kW).

Criticità possono derivare dai livelli di potenza richiesti e dalla provenienza dell’energia elettrica utilizzata.

Alimentazione delle caldaie elettriche
Un sistema di riscaldamento basato sullo sfruttamento dell’effetto Joule, dovrebbe essere dedicato a nuove costruzioni o a fabbricati sottoposti a ristrutturazione importante di primo livello che, essendo soggette a parametri e vincoli alquanto restrittivi (la direttiva europea 2010/31/UE prescrive che entro il 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione siano ad energia quasi zero), necessitano di potenze molto basse per il riscaldamento ambientale.

Contenere la potenza elettrica necessaria ad una unità abitativa significa avere condizioni di fornitura dalla rete pubblica più favorevoli e, nel caso di una integrazione con un impianto fotovoltaico, l’impegno da parte di quest’ultimo di una superficie accettabile per il campo solare.

Relativamente alla provenienza dell’energia elettrica, nel caso in cui questa sia attinta dalla rete di distribuzione nazionale, è necessario considerare l’impegno di energia primaria che la stessa richiede per generare la forma secondaria elettricità.

Assumendo a solo titolo di apprezzamento concettuale il valore di 2,174 (Raccomandazione CTI 14 – 2013) come fattore di energia primaria per l’energia elettrica da rete, risulta che per produrre calore con una caldaia ad effetto Joule si cede all’ambiente oltre il 50% dell’energia disponibile alla fonte, un dispendio poco aderente ad un imprescindibile indirizzo di utilizzo sempre più efficiente delle risorse non rinnovabili.

L’impiego di energia elettrica prodotta a partire da energie rinnovabili, viceversa, può assegnare alle caldaie elettriche in argomento, e comunque ai sistemi di generazione termica ad effetto Joule, un ruolo di maggiore utilità e convenienza.

Nell’ottica di uno sfruttamento sempre maggiore degli impianti fotovoltaici, l’autoconsumo è un orientamento che in misura crescente è protagonista nei nuovi scenari energetici, in termini di convenienza e razionalità.

Evita infatti l’acquisto sempre più oneroso di elettricità dalla rete, impiegando un vettore energetico pressoché pulito.

Dopo la fine delle tariffe incentivanti, l’obiettivo di chi possiede un impianto fotovoltaico consiste nel massimizzare la quota di autoconsumo, allo scopo di migliorare sensibilmente la rendita dell’impianto.

L’autoconsumo di energia elettrica fotovoltaica è più conveniente rispetto alla tradizionale immissione in rete, in quanto il prezzo di acquisto dell’elettricità dalla rete è maggiore del prezzo di vendita.

La stima della quota di autoconsumo standard, ovvero senza specifici provvedimenti, è attività complessa in quanto vanno considerati molteplici fattori.

In media si considera una aliquota di autoconsumo in un impianto residenziale a servizio di un nucleo familiare di quattro persone, pari a circa il 30%.

A fronte di un tale dato, si pone quindi il problema della parte di energia per cui produzione e consumo non coincidono. L’entità di tale quota dipende dalle condizioni metereologiche e stagionali, nonché dalla disponibilità giornaliera dell’energia solare.

Per quanto riguarda gli impianti residenziali, oltre a modificare il profilo di consumo attivando un numero superiore di elettrodomestici nelle ore di maggiore irraggiamento, un sistema di accumulo elettrico unitamente ad uno Smart Energy System (apparato per la gestione e l’ottimizzazione dei flussi di consumo e produzione), consente di avvicinare la soglia del 90% di autoconsumo.

In tale scenario le caldaie elettriche possono assumere un ruolo particolarmente attivo nel conseguire gli obiettivi dell’autoconsumo, se correttamente dimensionate e integrate in impianti che sfruttano anche altre risorse rinnovabili.

Oltre a costituire una utile opzione dove non sono disponibili altre forme di energia, le caldaie elettriche possono assolvere significative funzioni di generatore tampone in impianti solari termici, a pompa di calore, di riscaldamento per vani e/o zone ad utilizzo occasionale o con funzioni di supporto alle abitazioni (lavanderie, ecc.).