Composizione impianto solare termico
Casa con pannelli montati e in funzionamento
Dettaglio pannello per riscaldare l'acqua
Schema generale funzionamemto pannello fotovoltaico per la casa

Micro serra di Paoloni Giuseppe Pannelli fotovoltaici su casa di Paoloni Giuseppe Interno della microserra Interno della microserra

Impianto solare termico

Gli impianti solari termici sono dispositivi che permettono di catturare l'energia solare, immagazzinarla e usarla nelle maniere più svariate, in particolare ai fini del riscaldamento dell'acqua corrente in sostituzione delle caldaie alimentate tramite gas naturale

caso si utilizzi il calore del Sole per produrre corrente tramite l'evaporazione di fluidi vettori che alimentano turbine collegate ad alternatori si parla di impianto solare termodinamico

Classificazione

Gli impianti si distinguono in:

     • impianti a basse temperature (fino a 120 °C)

     • impianti a medie temperature(ca. 500 °C)

     • impianti ad alte temperature (ca. 1000 °C) che trovano applicazione soprattutto nei grossi impianti industriali

I collettori solari

Il "collettore solare" o pannello solare è il dispositivo base su cui si basa questa tecnologia. I collettori sono attraversati da un fluido termovettore incanalato in un circuito solare che lo porterà ad un accumulatore. L'accumulatore ha la funzione di immagazzinare più energia

Composizione impianto solare termico

Schema di un impianto solare termico per acqua calda

Un impianto solare termico è composto sempre almeno dalle seguenti unità:

     • uno o più collettori che cedono il calore del sole al fluido; ne esistono di vari tipi, dalla semplice lastra di rame      percorsa da una serpentina e pitturata di vernice nera, pannello selettivo trattato con biossido di al titanio      (TINOX), all'assorbitore sottovuoto. Nei primi due casi l'assorbitore è protetto da un vetro temperato, che può      essere prismatico;

     • un serbatoio di accumulo del fluido.

Esistono quattro tipi di impianti:

     • a circolazione naturale: in questo tipo il fluido è l'acqua stessa che riscaldandosi sale per convezione in un      serbatoio di accumulo (boiler), che deve essere posto più in alto del pannello, dal quale viene distribuito alle      utenze domestiche; il circuito è aperto, in quanto l'acqua che viene consumata viene sostituita dall'afflusso      esterno. Questo impianto ha per pregio la semplicità ma è caratterizzato da una elevata dispersione termica, a      scapito della efficienza.

     • a circolazione forzata: un circuito composto dal pannello, una serpentina posta all'interno del boiler ed i tubi      di raccordo. Una pompa, detta circolatore, permette la cessione del calore raccolto dal fluido, in questo caso      glicole propilenico, simile al glicole etilenico (il liquido usato per i radiatori delle automobili), alla serpentina      posta all'interno del boiler. Il circuito è notevolmente più complesso, dovendo prevedere un vaso di espansione,      un controllo di temperatura ed altri componenti, ed ha un consumo elettrico dovuto alla pompa e alla centralina      di controllo, ma ha una efficienza termica ben più elevata, visto che il boiler è posto all'interno e quindi meno      soggetto a dispersione termica durante la notte o alle condizioni climatiche avverse.

     • a svuotamento: il sistema è analogo al quello a circolazione forzata, solo che l'impianto viene riempito e      quindi usato solo quando è necessario o possibile. Se l'impianto ha raggiunto la temperatura desiderata, si      svuota, oppure se manca il sole l'impianto non si riempie. questo permette anche di aumentare il numero dei      collettori solari. Unico vincolo risiede nella necessità di avere una pendenza minima tra il collettore e il      serbatoio di raccolta.

     • a concentrazione con inseguitore solare: in grado di concentrare i raggi solari in corrispondenza del fluido      termoconduttore grazie ad una particolare forma parabolica

Dimensionamento

Per calcolare le dimensioni dell'impianto solare per un'utenza di tipo domestico, è necessario partire dai consumi di acqua calda per persona che si aggirano tra i 30 e i 50 litri al giorno. Ciò significa che, ad esempio, per una famiglia composta da 4 persone occorrono giornalmente circa 200 litri di acqua a 45°C. Il numero di collettori necessario per soddisfare tale fabbisogno varia a seconda della zona geografica, in base alla disponibilità di energia solare; in prima approssimazione, la superficie richiesta varia tra 0,5 e 1,2 m2 per persona passando dal Sud al Nord Italia.
Il volume del serbatoio di accumulo è legato alla superficie captante installata (circa 70- 100 litri p er m2 di collettore). Per fare un esempio, si consideri una famiglia di 4 persone residente a Roma, per la quale è generalmente sufficiente un impianto solare costituito da 4 m2 di collettori abbinati ad un serbatoio da 300 litri.

 

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