SOLARE TERMICO
Una delle tecnologie rinnovabili che si può sfruttare per produrre acqua calda è il solare termico che sfrutta l'energia irradiata dal sole per scaldare fluidi da utilizzare prevalentemente negli ambiti domestico, civile e produttivo, infatti questi dispositivi hanno lo scopo di convertire la massima parte dell'energia associata alla radiazione solare incidente in energia termica disponibile per l'utenza.
1. Perché installare un impianto solare termico
Con l'installare un impianto solare termico si contribuisce a ridurre in maniera efficace le emissioni inquinanti prodotte dalla combustione di fonti fossili per il riscaldamento dell’acqua di utilizzo sanitario e per gli impianti di riscaldamento. Inoltre è importante considerare anche che l’utilizzo del solare termico permette di raggiungere notevoli risparmi economici perché che utilizza un combustibile gratuito (il sole) per il riscaldamento dell’acqua.
2. Composizione di un impianto solare termico
Gli impianti solari termici sfruttano e potenziano la capacità di alcuni materiali (metalli, ad esempio rame, o leghe, per esempio acciaio) di scaldarsi rapidamente se sottoposti alla radiazione solare e di cedere con grande facilità il calore accumulato.
Il sistema è costituito da un collettore solare (o pannello solare) e da un bollitore (o boiler) che ha la funzione di accumulatore e la trasformazione della radiazione solare in calore avviene all’interno del pannello solare.
Il pannello solare è costituito da:
- una copertura trasparente (una o due lastre di vetro),
- una piastra assorbente (o captante) realizzata in rame, acciaio o alluminio anodizzato e trattata con vernici selettive che potenziano la capacità di assorbimento della radiazione incidente, sopra la piastra sono saldati dei tubicini (o canali), che di solito sono di rame essendo un materiale con buona conducibilità termica e facilmente lavorabile, attraverso i quali scorre il fluido termovettore,
- uno strato isolante per isolare il fondo e i lati del collettore (di solito si utilizzano poliuretano, polipropilene o lana di roccia),
- un involucro esterno realizzato con una scatola di acciaio assemblabile.
3. Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento è molto semplice, una parte di radiazione solare che colpisce il vetro viene assorbita dalla piastra captante passando attraverso l’intercapedine tra vetro e piastra che in genere è riempita di aria . L’energia termica assorbita dalla piastra viene ceduta ai tubicini all’interno dei quali scorre un fluido termovettore e deve essere il meno possibile ceduta all’ambiente sottoforma di perdite. Quindi la radiazione solare viene “intrappolata” e una volta entrata non può più uscire, in questo modo si realizza un vero e proprio effetto serra con un innalzamento della temperatura e il miglioramento delle prestazioni del collettore. In genere il fluido termovettore è acqua oppure una miscela di acqua e sostanza antigelo e, per evitare che si mescoli con l’acqua calda di consumo, il circuito dei collettori è separato tramite uno scambiatore di calore collocato all’interno del bollitore e il trasporto di calore avviene attraverso una tubazione di mandata e una di ritorno per circolazione naturale o tramite una pompa di circolazione. Inoltre per evitare che durante la notte il calore torni al collettore per il fenomeno dell'inversione termica, si deve dotare il circuito del collettore solare di una valvola di non ritorno.
Esistono due tipi di impianti solari termici:
- a circolazione naturale, si basano sul principio per il quale il fluido termovettore riscaldandosi diminuisce di densità e sale verso l’alto provocando il movimento naturale del fluido medesimo perciò il serbatoio di accumulo è posizionato più in alto del pannello e ad una breve distanza da esso;
- a circolazione forzata, il fluido termovettore scorre nel circuito chiuso per effetto della spinta fornita da una pompa comandata da una centralina o termostato, attivata a sua volta da sonde presenti sul collettore e nel serbatoio.
Nel solare termico il tipo di tecnologia più diffuso è quello a bassa temperatura: sistemi che tramite i collettori solari scaldano fluidi a temperature inferiori ai 100°C, sono finalizzati principalmente alla produzione d’acqua calda sanitaria (ad uso domestico, per utenze collettive, per impianti sportivi etc.), al riscaldamento domestico e, più in generale, di ambienti, al riscaldamento dell’acqua delle piscine, alla produzione di calore a bassa temperatura ad uso industriale (ad esempio acque di lavaggio di macchinari, mantenimento in temperatura di vasche di fluidi di varia natura, preriscaldamento dell’acqua di alimento delle caldaie etc.).
4. Applicazioni di un impianto solare termico
Gli impianti solari termici possono essere applicati ad edifici residenziali privati (sia che si tratti di abitazioni unifamiliari o condomini costituiti da diversi appartamenti), a edifici pubblici (come scuole o edifici comunali), a edifici di tipo produttivo (mediante installazione di pannelli direttamente inseriti nella costruzione o installati su un terreno adiacente l’edificio) e a qualsiasi situazione che richieda un impianto di produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento.
