Un impianto solare termico è un dispositivo che permette di catturare energia solare, di immagazzinarla e di utilizzarla in diversi modi. Il sole è una fonte inesauribile di energia, per questo l’impianto solare termico è un modo ecologico e vantaggioso. L’utilizzo più comune è quello di riscaldare l’acqua sanitaria corrente e far funzionare il riscaldamento, sostituendo quindi caldaie a gas tradizionali, che usano combustibili fossili e derivati del petrolio. Il solare termico viene in molti casi anche abbinato a una caldaia di nuova concezione, a pellet o a condensazione, al fine di migliorare efficienza e risparmio economico.
Gli impianti solari termici si suddividono in
- Impianti a basse temperature, quando restano sotto ai 120°C
- Impianti a medie temperature, intorno ai 500°C
- Impianti a alte temperature, che trovano applicazione specialmente nei grossi impianti industriali
La tecnologia è basata su un pannello, apparentemente simile ad un pannello fotovoltaico, con collettori che sono attraversati da un fluido definito termovettore, che viene incanalato in un circuito solare che lo porta a un accumulatore. Quest’ultimo serve per immagazzinare l’energia termica in esubero, così da poterla usare nei momenti di bisogno.
Ci sono diversi tipi di accumulatori, i più innovativi sono certamente rappresentati da tubi sottovuoto che rendono molto, pur essendo molto fragili.
Come è strutturato un impianto solare termico
Un impianto solare termico ha caratteristiche differenti in base alla tipologia specifica, tuttavia i componenti base sono:
- Collettore solare o pannello solare, uno o più,che cede calore attinto da quello del sole al fluido. Ve ne sono diversi tipi, si va dalla semplice lastra di rame nera che viene percorsa da una serpentina, al pannello selettivo che viene trattato con biossido di titanio (si parla di TINOX), al tubi sottovuoto, quelli con migliore resa e perfetti anche nei climi freddi. Nei primi due casi i collettori sono protetti da una lastra di vetro temperato.
- Serbatoio di accumulo, detto anche boiler, per raccogliere il fluido.
Tipologie di impianto
Vi sono diverse tipologie di pannello solare termico che hanno una resa differente e che si adattano alle diverse condizioni climatiche.
- Impianto solare termico a svuotamento: il sistema di questo impianto è simile a quello appena presentato, la differenza è che l’impianto viene riempito e utilizzato solamente quando è necessario. Se nell’impianto il fluido ha raggiunto un livello di temperatura ideale, si svuota o comunque se il sole non c’è non si riempie. Questo sistema permette di aumentare i collettori solari. Il vincolo di questo impianto è quello di avere la necessità di una pendenza tra il serbatoio di raccolta ed il collettore.
- Impianto solare termico a concentrazione dotato di inseguitore solare: i raggi solari del sole in questo impianto vengono concentrati verso il fluido termo conduttore in modo parabolico.
Queste due tipologie non sono molto diffuse. Di solito vengono adottati impianti a circolazione naturale o impianti a circolazione forzata.
Impianto a circolazione naturale
L’impianto a circolazione naturale è quello in cui il fluido è l’acqua stessa del sistema, che riscaldandosi sale e si accumula in un boiler, cioè in un serbatoio di accumulo. Questo deve ovviamente essere posizionato più in alto del pannello da cui vengono spartite le utenze della casa. L’impianto insomma funziona per il principio fisico secondo cui l’acqua calda ha la tendenza a salire in alto e a prendere il posto di quella fredda che invece ridiscende. Si parla di circolazione naturale proprio per questo motivo, l’acqua circola per legge fisica.
Il circuito in questo caso è chiuso nel senso che l’acqua che viene consumata dall’utente viene poi sostituita da altra acqua proveniente dall’esterno. Questo impianto è molto semplice, ma non ha una grandissima efficienza, infatti ha un’elevata dispersione termica. Durante i mesi invernali quindi, quando le temperature all’esterno sono basse, la temperatura nel serbatoio tende a diminuire. Questo tipo di impianto è comunque scelto in molti casi perché è economico e compatto.
Questa tecnologia semplicissima permette l’utilizzo di collettori solari diversi, di solito pannelli piani vetrati e tubi sottovuoto. Questi collettori possono essere usati in impianti di ridotte dimensioni, quando il fabbisogno di acqua calda non supera i 5 metri cubi. L’utilizzo quindi di solito è l’andare a sostituire i classici boiler delle case al fine di riscaldare l’acqua sanitaria oppure per riscaldare piccoli locali. Questo vale per tutti gli impianti a circuito aperto, cioè quando l’acqua che viene usata è la medesima che viene riscaldata nell’impianto.
Impianto a circolazione forzata
L’impianto a circolazione forzata è un circuito costituito da un pannello con una serpentina messa all’interno del boiler stesso e dei tubi di raccordo che ottimizza lo scambio termico. Il sistema viene mosso da un circolatore, cioè una pompa elettrica che serve per spostare l’acqua e che permette di far passare il calore dal fluido (in questi casi di solito si tratta di glicole propilenico o un mix di acqua e antigelo) alla serpentina messa nel boiler.
Il circuito in questo caso è più complesso del precedente, anche perché si deve prendere in considerazione la vaso espansione, un controller di temperatura e altre componenti, ma non richiede posizionamenti particolari. La pompa e la centralina devono inoltre essere alimentate elettricamente perché sono apparecchi elettronici. Per risparmio di energia la pompa viene attivata solo quando la temperatura dei pannelli supera la temperatura che c’è nel serbatoio.
L’efficienza dell’impianto a circolazione forzata è comunque medio elevato, perché la dispersione termica nel boiler in questo caso è minore. È la tipologia consigliata per il Nord Italia e obbligata per gli stati più a Nord, la resa con temperature calde è minore. Questo tipo di impianto ha una resa maggiore per questo si sceglie quando le quantità richieste non possono essere soddisfatte dal solo circuito naturale. È chiaro che è più complesso quindi costa un po’ di più rispetto al precedente. Questi pannelli sono andati evolvendosi con il tempo e con l’utilizzo di connettori come i tubi sottovuoto, hanno permesso un isolamento termico ottimo (si crea un effetto thermos).
Vantaggi e risparmio
L’energia solare resta qualcosa di straordinario, un impianto solare termico porta una serie di vantaggi in famiglia:
- permette di risparmiare almeno il 50% sulla bolletta del riscaldamento;
- è un sistema che può integrare l’impianto già presente;
- ha delle detrazioni fiscali interessanti per l’acquisto;
- è adattabile a qualunque tipo di immobile;
- incrementa il valore commerciale dell’immobile;
- riduce l’emissione di anidride carbonica nell’aria, è ecologico.
Con circa 1.000 euro si può installare un impianto di qualità.