Impianti solari termici

La tecnologia solare termica sfrutta una fonte gratuita, convertendo il calore del sole in energia termica che può essere utilizzata in impianti che integrano o sostituiscono i tradizionali.

Le applicazioni più comuni sono relative ad impianti per acqua calda sanitaria, riscaldamento di ambienti e piscine.
Il pannello solare (collettore solare termico) serve a catturare l’energia che dal sole giunge sulla terra ed a convertirla in calore; nei pressi del collettore solare viene collocato il serbatoio di accumulo dell’acqua calda.
Il pannello solare produce acqua calda durante il giorno, nelle giornate di sole e in minor misura anche con il cielo nuvoloso; quindi è capace di fornire direttamente solo parte dell'energia necessaria all'utenza, per poter disporre sempre di acqua calda infatti è indispensabile ricorrere a soluzioni integrative.
L'applicazione più comune del collettore solare termico è scaldare acqua sanitaria. Un metro quadrato di collettore solare può scaldare a 45÷60 °C tra i 40 ed i 300 litri d'acqua in un giorno a secondo dell'efficienza che varia con le condizioni climatiche e con la tipologia di collettore tra 30 % e 80%. Le tipologie di collettori solari termici variano molto in termini di costo e di prestazioni.
Le tecnologie per utilizzare l'energia solare per produrre calore sono di tre tipi: a bassa, media ed alta temperatura.

DOVE SI POSSONO INSTALLARE:
- negli edifici in costruzione (dalle villette alle case plurifamiliari, sino ai condomini);
- nelle case con tetto a tegole;
- nelle case con tetto terrazzato (soluzione più facile per orientare il collettore verso sud e ridurre i costi di istallazione);
- nel giardino (per case con ampia area verde non coperta da ombre).

PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA
In ambito urbano l'acqua calda sanitaria è per la maggior parte dei casi prodotta con scaldabagni elettrici o caldaie a gas. La produzione di acqua calda sanitaria, con l'uso di energia elettrica dissipata dalla resistenza presente nello scaldabagno, risulta un processo costoso dai punti di vista energetico, ambientale ed economico, se confrontato con la produzione di acqua calda con caldaie a gas. L'introduzione aggiuntiva di un collettore solare termico, che sostituisca parte della produzione di calore, comporta benefici ancora maggiori.
Diverse sono le soluzioni di applicazione possibili:
1. sostituzione dello scaldabagno elettrico con un sistema integrato solare/gas (per utenze domestiche e pubbliche, di piccola taglia);
2. integrazione del sistema gas preesistente con impianto solare (prevede un costo di integrazione ridotto al minimo; si tratta di fatto di utenze che hanno già scelto il gas e potrebbero, con sistemi solari termici, risparmiare il 60 % annuo di gas combusto);
3. integrazione del sistema elettrico con impianto solare (per impossibilità di sostituzione con sistema gas).

Ad esempio, si stima che in una famiglia mediamente il consumo di acqua calda è di circa 30-50 litri/giorno a persona. L’acqua calda prodotta da un pannello solare (che varia a seconda del posizionamento, zona geografica, radiazione solare giornaliera) in media è di 80-100 litri/giorno alla temperatura di 40°C  per ogni metro quadro di pannello installato. Per riscaldare l’acqua del serbatoio occorre circa mezza giornata di sole nel periodo estivo e una giornata nel periodo invernale; la temperatura dell’acqua raggiungibile nelle giornate di pieno sole è di circa 40°C in inverno e 60-80°C in estate.

PER IL RISCALDAMENTO DEGLI AMBIENTI 
Attualmente le possibilità pratiche di utilizzazione devono essere integrate con un generatore termico tradizionale quando l’insolazione non è sufficiente e sono:
- riscaldamento a pavimento o a parete (questa tecnologia porta un notevole risparmio energetico e rende la casa meno secca e più salubre);
- pannelli solari ad aria calda (in essi circola aria anziché acqua).

VANTAGGI:
- minor inquinamento dell’ambiente;
- risparmio energetico;
- risparmio economico;
- acqua calda anche quando il sole non c’è.

Prima di acquistare un pannello solare, si consiglia di:
- consultare un’impresa qualificata;
- farsi rilasciare una dichiarazione scritta su quanta acqua calda il pannello è in grado di produrre;
- chiedere sempre che il preventivo di spesa sia comprensivo dei costi di installazione.

Le applicazioni più comuni sono relative ad impianti per acqua calda sanitaria, riscaldamento degli ambienti (alberghi, scuole, camping) e piscine (impianti di balneazione).
La radiazione solare, nonostante la sua scarsa densità (che raggiunge 1kW/m² solo nelle giornate di cielo sereno), resta la fonte energetica più abbondante e pulita sulla superficie terrestre. Il rendimento dei pannelli solari è aumentato di un buon 30 % nell'ultimo decennio, rendendo varie applicazioni nell'edilizia, nel terziario e nell'agricoltura commercialmente competitive.
Sono in aumento casi di utilizzo nell’industria, nell'agricoltura e per la refrigerazione solare.
I campi d'applicazione per tali impianti sono tipicamente quelli di riscaldamento dell'aria per la climatizzazione ambientale e, in campo industriale, per i processi d'essiccazione di prodotti alimentari.
Nel campo della climatizzazione ambientale il vantaggio di utilizzare i collettori ad aria consiste nel fatto che l'aria in essi riscaldata può essere inviata direttamente all'ambiente senza scambiatori di calore intermedi. Ciò permette un notevole aumento di efficienza del sistema, basti pensare che, di solito, con un sistema ad acqua, per riscaldare un ambiente a 20÷22 °C, occorre portare l'acqua almeno a 60÷70 °C.
I collettori solari per piscina possono fornire fino al 100% delle necessità termiche delle piscine. Sono inoltre i più semplici da installare della categoria. La combinazione di un sistema di riscaldamento solare e l'utilizzo di una copertura notturna può accrescere sensibilmente la lunghezza della stagione balneare con un incremento dei costi gestionali molto contenuto.

TIPOLOGIA DI COLLETTORI SOLARI TERMICI: 

• collettori solari piani vetrati (sono i pannelli solari classici. Per il loro migliore rendimento anche nei mesi invernali, si consiglia quando si prevede di utilizzarli tutto l’anno);
• collettori solari sotto vuoto (particolarmente adatti ad essere installati nelle zone ad insolazione medio-bassa, anche con condizioni climatiche rigide);
• pannelli solari con serbatoio integrato (formati da un unico blocco, sono di facile trasportabilità ed installazione ed hanno un costo relativamente basso);
• pannelli solari scoperti (sono privi di vetro, adatti nella stagione estiva per il riscaldamento di piscine scoperte, docce degli stabilimenti balneari perché necessitano di una temperatura ambiente di almeno 20°C . Il loro costo è abbastanza basso e la semplicità dell’installazione permette di eseguirla da soli).

Nel corso dell’ultimo anno il settore solare termico ha registrato una crescita del 25% rispetto alle installazioni annuali del 2002.