Funzionamento impianto solare termico

L’impianto solare termico è un sistema che, sfruttando i raggi solari, trasforma l’energia solare in energia termica senza produrre emissioni dannose; per avere un’idea concreta del suo funzionamento basti pensare che consente non solo di riscaldare le abitazioni, ma anche di garantire loro acqua sanitaria.

Le componenti che costituiscono l’impianto solare termico sono un collettore solare, un serbatoio di accumulo, un generatore di integrazione (ad esempio una pompa di calore o una caldaia a condensazione) ed una centralina di controllo: ciascuna di queste è collegata alle altre per garantire il corretto funzionamento dell’intero impianto.

Alla base di ogni impianto solare termico vi è il medesimo principio: raccogliere l’energia solare per trasformarla in energia termica. Attraverso il pannello, la luce solare raggiunge l’assorbitore, che scaldandosi, trasferisce il calore al fluido termovettore (solitamente acqua mista ad antigelo). Il fluido termovettore a sua volta trasferirà l’acqua alle utenze che possono essere l’acqua calda per uso sanitario e l’acqua dell’impianto di riscaldamento.

Il riscaldamento dell’acqua sanitaria costituisce l’uso più frequente perché le temperature utilizzate rendono più efficiente l’impianto solare ed inoltre l’acqua sanitaria viene utilizzata durante tutto l’anno; l’integrazione tra impianto solare e sistema di riscaldamento è conveniente solo in presenza di sistemi di riscaldamento a bassa temperatura, ad esempio pannelli radianti.

Solare termico e differenze con il fotovoltaico

Quando si parla di fotovoltaico e impianto solare termico si pensa che i due concetti si sovrappongano, ma non è così: infatti l’unico tratto in comune tra le due tecnologie è che entrambe sfruttano i raggi solari per produrre energia, in quanto il fotovoltaico converte i raggi solari in corrente elettrica mentre il solare termico ne accumula il calore. Oltre alle finalità, i due impianti differiscono su varie caratteristiche:

• Il materiale che costituisce principalmente gli impianti fotovoltaici è il silicio combinato con vari elementi chimici, vetro e componenti strutturali vari; gli impianti solari termici sono invece composti da metallo (alluminio, rame, acciaio) e vetro
• Anche in termini di efficienza le differenze tra i due impianti sono marcate: il fotovoltaico ha in media un’efficienza tra il 17% ed il 25%, mentre il solare termico gode di un’efficienza superiore che può raggiungere fino l’80%
• Per quanto riguarda le agevolazioni fiscali, gli impianti fotovoltaici possono arrivare fino al 50% di detrazione, mentre per gli impianti solari termici si può arrivare fino al 65%

Tipologie di impianti solari termici

Esistono due diverse tipologie di impianti solari termici. Una prima classificazione si basa sulla temperatura che il pannello è in grado di far raggiungere all’acqua: sono detti collettori a basse temperature fino a 120 gradi, media temperatura tra i 120 fino a 500 gradi, infine alta temperatura quando essa supera i 500 gradi. Per le applicazioni residenziali si usano prevalentemente i primi. Altri criteri utilizzati per la classificazione del solare sono il tipo di meccanismo sfruttato dai componenti utilizzati:

• Impianto solare termico ad accumulo diretto: è composto da un serbatoio e da una superficie per l’assorbimento di calore che deve essere posizionata in un luogo esposto ad abbondanti raggi solari. Si tratta di una soluzione economica, adatta a utenze con consumi di acqua calda o anche tiepida concentrati nel periodo estivo, come stabilimenti balneari
• Impianto solare termico a circolazione naturale: è costituito da pannelli solari piani al di sopra dei quali è posizionato un serbatoio di accumulo a doppio strato. La circolazione del fluido termovettore avviene in modo naturale: in questo caso l’acqua si riscalda all’interno dei collettori, dove si espande divenendo più leggera e risale prendendo il posto del fluido più freddo. Si crea così una circolazione naturale del fluido che riscalda l’acqua sanitaria contenuta nell’accumulo all’interno del serbatoio. L’acqua sanitaria verrà poi distribuita all’interno degli impianti domestici grazie alla pressione di rete. È un sistema semplice ed economico, ma prevede una dispersione alta del calore accumulato

• Impianto solare termico a circolazione forzata: in questo caso una pompa regolata da una centralina elettronica spinge il fluido termovettore all’interno dei collettori, dove si riscalda, e poi verso i componenti dell’impianto di accumulo e trasferimento del calore all’acqua sanitaria, situati all’interno dell’edificio

Nella descrizione degli impianti solari termici si è sempre fatto riferimento ad un serbatoio di accumulo in quanto l’utilizzo dell’energia termica, ad esempio per le docce, può avvenire in un qualunque momento indipendentemente dalla presenza di irraggiamento solare; il serbatoio permette quindi di accumulare l’energia per utilizzarla quando necessario.

Impianto solare termico: i vantaggi

Installare un pannello solare termico ha numerosi vantaggi per una famiglia: infatti il suo utilizzo può coprire ragionevolmente fino al 70% del fabbisogno di acqua calda sanitaria con un notevole risparmio sulla bolletta elettrica o del gas.

L’installazione di un pannello solare, scelto in base alle possibilità offerte dal tipo di edificio, permette di avvicinarsi all’indipendenza energetica a costi limitati. Inoltre, possedere un impianto solare aumenta il valore della propria abitazione. Se garantita la minima manutenzione necessaria a distanza di alcuni anni un impianto ben realizzato in media ha una durata di 20 anni.

Non meno importante, l’utilizzo del solare termico riduce notevolmente le emissioni di anidride carbonica, di ossidi di zolfo e di altre sostanze inquinanti, migliorando le condizioni del nostro pianeta, senza rinunciare al comfort dell’acqua calda.