SOLARE TERMICO
Ci soffermeremo sui pannelli solari termici per comprendere meglio quali vantaggi possono apportare a chi decide di installarli sul tetto della propria casa. In primo luogo i pannelli solari termici vanno distinti dai pannelli solari fotovoltaici.
I pannelli solari termici permettono di riscaldare l'acqua sanitaria per l'uso quotidiano senza utilizzare gas o elettricità. Sono pertanto un valido ed efficace sostituto dello scaldabagno elettrico o della caldaia a gas per generare acqua calda per lavare piatti, fare la doccia, il bagno ecc.
In Italia godiamo di un'insolazione media di 1500 kWh/m2 ogni anno. Anche ipotizzando un rendimento medio dei pannelli solari termici, 160.000 mq di pannelli solari installati in una qualsiasi regione italiana farebbero risparmiare in bolletta circa 8 milioni di metri cubi di metano altrimenti utilizzati per alimentare le caldaia a gas o circa 80 Gwh di energia elettrica degli scaldabagno elettrici.
Le principali domande di chi si interessa per la prima volta ai pannelli solari termici sono del tipo: "e quando piove? quando è nuvoloso? di notte?". La tecnologia ha superato da tempo questi handicap. L'acqua sanitaria riscaldata viene mantenuta in serbatoi coibentati per garantire un'autonomia per molte ore.
Non si spiegherebbe altrimenti perché molti paesi europei con un livello di insolazione molto inferiore all'Italia abbiano già investito nei pannelli solari termici... molto più del nostro paese del sole! I pannelli solari, o collettori termici, sono diventati una realtà di tutti i giorni in Germania e in Austria dove la superficie occupata dai pannelli solari termici è molto più grande di quella occupata attualmente in Italia. Un altro paese europeo molto avanti nell'utilizzo dei pannelli solari termici è la Grecia.
La crescita del mercato europeo del solare sta contribuendo a un rapido abbattimento dei prezzi d'acquisto dei panneli tramite la spinta della concorrenza tra imprese produttrici e installatrici.
I contributi regionali. Installare i pannelli solari termici è una scelta privata con benefici per l'intera società. Ogni proprietario di un'immobile valuta l'installazione dei collettori solari sulla base del vantaggio economico che ne conseguirà. Una scelta privata che sgrava lo Stato dalla dipendenza energetica e riduce l'importazione del gas o del petrolio. L'uso dei pannelli solari termici riduce anche le spese pubbliche sanitarie o ambientali per riparare i danni provocati l'inquinamento. E' pertanto razionale che lo Stato incentivi l'acquisto dei pannelli solari con contributi di sostegno e defiscalizzazioni della spesa privata. Periodicamente le Regioni aprono bandi di concorso per la concessione di contributi all'installazione dei collettori termici. Vi consigliamo di consultare il sito web della vostra Regione. In molti casi i bandi di concorso sono però già scaduti da molti anni.
Fortunatamente il prezzo di acquisto di un pannello
solare termico non è così elevato. Anche in assenza
di contributi regionali vi consigliamo di valutare l'installazione
di un impianto solare termico.
I componenti principali di un sistema a pannelli solari sono:
- il pannello
solare vero e proprio, simile ad un radiatore, che trasferisce
il calore assorbito dal sole all'acqua del serbatoio e permette
di produrre quindi acqua calda
- il serbatoio di accumulo dell'acqua calda
- (nei sistemi a a circolazione forzata) una pompa
per la circolazione dell'acqua e una centralina elettronica
- i collegamenti idraulici ed elettrici.
I pannelli solari funzionano secondo un principio molto semplice: catturare l'energia che giunge dal Sole sulla Terra e utilizzarla per produrre acqua calda
Gli impianti a pannelli solari possono essere essenzialmente di 2 tipi
Impianti
a circolazione naturale
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Impianti
a circolazione forzata
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Gli
impianti a circolazione naturale sono sistemi a circuito
chiuso, che funzionano a scambio indiretto, senza pompe
nè componenti elettrici.
I pannelli solari sono costituiti da tubi, all'interno dei quali passa una miscela acqua-glicole che, esposta alle radiazioni solari, si scalda, diviene più leggera e sale per convezione (effetto termosifone) verso il serbatoio. Il fluido, attraverso un'intercapedine,
cede il calore all'acqua, contenuta nel serbatoio, dal quale
confluisce quindi |
Negli
impianti a circolazione forzata il liquido del circuito primario
è spinto da una pompa.
La pompa di circolazione viene messa in moto da una centralina elettronica che confronta le temperature dei collettori e dell'acqua nel serbatoio di accumulo rilevata da apposite sonde. Quando la temperature dei pannelli solari scende al disotto di quella dell'acqua nel boiler la pompa si arresta, per evitare il raffreddamento dell'acqua accumulata. |
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Tipi di pannelli solari
I pannelli solari possono essere raggruppati in quattro tipi principali: vetrati, sottovuoto, scoperti e ad aria.
Pannelli
solari vetrati |
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I
pannelli solari vetrati sono composti dal pannello vero
e proprio e da un serbatoio di accumulo dell'acqua: insieme
costituiscono un sistema solare completo. Il vetro è trasparente alla luce del sole che entra, ma è opaco ai raggi infrarossi che sono così trattenuti all'interno. |
I
raggi del sole, che raggiungono la parte interna del pannello,
lo scaldano e il calore viene trattenuto all'interno. La superficie di questi pannelli può essere, o meno, trattata con prodotti che ne migliorano il rendimento (ossia la capacità di "trattenere" i raggi). Allo stesso modo, può essere presente un serbatoio di accumulo integrato, particolarmente indicato per le località particolarmente rigide. |
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Pannelli
solari sottovuoto |
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Si
tratta di pannelli più sofisticati e costosi ma sono
in grado di fornire prestazioni assai elevate. Essi si presentano come tubi di vetro, contenenti all'interno un elemento assorbitore di calore, al cui interno la pressione dell'aria è ridottissima, per impedire la cessione del calore da parte dell'assorbitore. |
I
pannelli solari sottovuoto hanno un ottimo rendimento in
tutti i mesi dell'anno e sono particolarmente adatti ad
essere installati negli edifici residenziali, anche in condizioni
climatiche molto rigide. |
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Pannelli
solari scoperti |
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I
pannelli solari scoperti sono adatti per il riscaldamento
di piscine scoperte, acqua calda per le docce negli stabilimenti
balneari, nei campeggi, negli alberghi stagionali, ecc. Sono privi di vetro e l'acqua passa direttamente all'interno dei tubi del pannello, dove viene riscaldata dai raggi solari ed è pronta per essere usata. |
Il
limite di questi pannelli è che, non essendo coibentati,
funzionano con una temperatura ambiente di almeno 20°C.
Il loro costo è però ovviamente più
basso dei pannelli vetrati e l'installazione è davvero
semplice. |
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Come dimensionarli?
Per
calcolare le dimensioni del pannello solare da installare si può
effettuare una prima valutazione partendo dal numero dei membri
della famiglia: si stima, infatti, che mediamente il consumo di
acqua calda sia pari a 30-50 litri al giorno per persona.
Altri
fattori determinanti sono la zona geografica e la radiazione solare
giornaliera.
Come
valore indicativo, in prima approssimazione si può considerare
una produzione di acqua alla temperatura di 40°C, pari a 80-130
litri al giorno, per ogni metro quadro di pannello installato.
Per
riscaldare l'acqua contenuta nel serbatoio (circa 50-80 litri
per mq. di collettori installati), occorre circa mezza giornata
di sole nel periodo estivo ed una giornata nel periodo invernale.
La temperatura
dell'acqua raggiungibile nelle giornate di pieno sole è
di circa 40°C in inverno e di circa 60-80°C in estate
per i pannelli vetrati.
Se il sole non c'è?
I
pannelli solari sono in grado di produrre energia termica anche
se non c'è sole: la radiazione incidente su un pannello
non è infatti data solo dai raggi solari, ma anche dalle
radiazioni presenti nell'intera volta celeste.
Ovviamente, se c'è sole i pannelli funzionano meglio.
Per
poter disporre di acqua calda sempre e a prescindere dal clima,
è tuttavia indispensabile ricorrere a soluzioni integrative
della radiazione solare.
Ciò
può essere realizzato in due modi:
1. se nella casa già esiste una caldaia istantanea a gas a controllo elettronico per la produzione dell'acqua calda sanitaria, è possibile collegare il sistema solare all'impianto termico esistente. In questo caso, l'impianto solare integra quello tradizionale, con un considerevole risparmio di energia (e di soldi!)
2. Se non è possibile collegarsi alla caldaia a gas, occorre inserire nel serbatoio una resistenza elettrica di almeno 1 kW con termostato tarato a circa 40°C. Tutti i sistemi solari compatti in commercio sono dotati di una resistenza elettrica integrativa posizionata all'interno del serbatoio.
