Solare Termico

L’Italia offre condizioni meteorologiche validissime per l’uso dell’energia solare. Il valore di insolazione, sia a nord che a sud (maggiore del  40%), consentirebbe, tramite l’uso di pannelli solari termici, di risparmiare fino all’80% dell’energia necessaria per la preparazione dell’acqua calda e fino al 40% della domanda complessiva di calore per l’acqua calda sanitaria ACS e per il riscaldamento degli ambienti.

Questo è il motivo del successo del solare termico. Ma è davvero così conveniente? I bonus hanno un buon impatto sul prezzo? Vediamo tutti gli aspetti legati a questo impianto.

Prima di entrare nel dettaglio, vorrei segnalarti la differenza tra impianto fotovoltaico e impianto solare termico, che spesso vengono confusi. Entrambi utilizzano l’energia solare ma per finalità diverse. Il fotovoltaico converte l’energia in corrente elettrica, mentre, il solare termico sfrutta il sole per riscaldare l’acqua utilizzabile per il riscaldamento e/o per la cucina e il bagno.

Le possibili applicazioni dei pannelli solari termici sono:

  • la produzione di acqua calda per usi igienico-sanitari,

  • il riscaldamento dell’appartamento,

  • il riscaldamento di impianti sportivi (piscine, palestre,…),

  • le applicazioni industriali a bassa temperatura,

  • la produzione di freddo, tramite le macchine ad assorbimento.

Come vedi, potresti sfruttarlo per diversi usi.

Vediamo la prima scelta che dovrai fare:

Il pannello è una piastra captante che, grazie alla sua geometria e alle proprietà della sua superficie, assorbe energia solare e la converte in calore (conversione fototermica). Tale energia viene poi trasmessa ad un fluido termovettore (acqua, glicole, aria etc.) che circola all’interno del pannello stesso.

Solitamente, la piastra è composta da un metallo con buona capacità di condurre il calore, ad esempio il rame, che deve riuscire a trasformare la maggior parte delle radiazioni in calore. Quindi, deve avere un buon rendimento o efficienza di trasformazione.

I pannelli, detti anche collettori, possono essere di due tipi:

1. pannelli solari piani: molto utilizzati nel residenziale. Sicuramente la tipologia più diffusa. Possono essere distinti in:

vetrati, essenzialmente costituiti da una copertura in vetro e una piastra captante isolata termicamente nella parte inferiore.

scoperti: sono normalmente in materiale plastico direttamente esposti alla radiazione solare. Di norma, l’utilizzo di quest’ultimi è limitato al riscaldamento dell’acqua delle piscine. Sono i più economici e con i rendimenti più bassi. In aggiunta, l’assenza di coibentazione ne limita l’utilizzo alla sola stagione estiva.

2. pannelli solari sottovuoto: vengono applicati principalmente in ambito industriale. Sono progettati con lo scopo di ridurre le dispersioni di calore verso l’esterno. Infatti, il calore raccolto da ciascun tubo sottovuoto viene trasferito alla piastra in rame, presente all’interno del tubo. In tal modo, il fluido termovettore si riscalda e, grazie al vuoto, minimizza la dispersione di calore verso l’esterno.

Nel caso di temperature esterne basse, i collettori sottovuoto hanno efficienze molto maggiori rispetto ai piani. Ne seguono costi superiori.

In definitiva, per gli usi residenziali ti consiglio il collettore solare piano vetrato con:

Orientamento ottimale: Sud . Tuttavia, qualora non potessi esporlo a sud, potresti discostarti di ± 15 °. Questo comporterebbe una diminuzione trascurabile del rendimento.

Inclinazione ottimale: per le utenze utilizzate solo in estate, l’inclinazione ottimale del collettore è di circa 15 ° inferiore alla latitudine del sito. Mentre, per utenze annuali, l’inclinazione ottimale è pari alla latitudine del sito.

Una volta riscaldato, il fluido dovrà raggiungere le varie utente o essere accumulato:

Sistema di circolazione.

Partiamo dalla distribuzione. Il funzionamento del sistema di ricircolo dell’acqua può essere di tipo naturale o forzato:

sistemi a circolazione naturale: si basano sul principio che il fluido riscaldato dal sole diminuisce la propria densità, diventa più leggero e sale verso l’alto. Questo provoca un movimento naturale del fluido medesimo. Sono molto semplici e richiedono scarsa manutenzione.

Nei sistemi a circolazione naturale, il serbatoio di accumulo dell’acqua deve essere sempre più alto del pannello ed a breve distanza dallo stesso. Esistono anche sistemi a circolazione naturale con il serbatoio posizionato dietro il pannello. Sono sicuramente più economici di quelli forzati.

L’applicazione tipica della circolazione naturale è la produzione di acqua calda per uso sanitario, quindi, bagno e cucina.

impianto a circolazione forzata: il principio di funzionamento differisce da quello a circolazione naturale per il fatto che, il fluido contenuto nel collettore solare, scorre nel circuito chiuso per effetto della spinta fornita da una pompa comandata da una centralina o dal termostato. Il termostato si attiva grazie alle sonde poste sul collettore e nel serbatoio.

L’applicazione tipica della circolazione forzata è:

    • produzione di acqua calda per uso sanitario nei casi in cui la circolazione naturale non sia applicabile;
    • il riscaldamento degli appartamenti o dei condomini;
    • vari usi nel settore industriale;
    • il mantenimento in temperatura dell’acqua della piscina.

Come hai potuto notare, l’impianto a circolazione naturale ha utilizzi molto limitati.

Capacità del serbatoio.

Il serbatoio serve a equilibrare lo sfasamento temporale tra la presenza di radiazione solare e la richiesta di acqua calda sanitaria.

Per le applicazioni domestiche, con un mq di pannello si riescono a gestire circa 50 – 70 litri. Serbatoi molto capienti permettono di superare lunghi periodi di assenza di insolazione. Tuttavia, causano anche maggiori dispersioni di calore. Lo studio e il progetto del serbatoio è fondamentale per il buon funzionamento dell’impianto.