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Con il termine impianto solare termico si raggruppano tutti quegli impianti che trasformano la radiazione solare in calore, ossia utilizzano l’energia solare per riscaldare un fluido, sia esso un gas o un liquido.
In genere gli impianti solari termici sono suddivisi in tre macro categorie:
- impianti a bassa temperatura, nei quali si raggiungono temperature massime di 100-120°C, utilizzati per la produzione di acqua calda sanitaria o per il riscaldamento degli ambienti domestici.
- impianti a media temperatura;, nei quali si raggiungono temperature massime di 250°C. Sono sistemi utilizzabili in tutti quei processi industriali che necessitano di calore, ma non sono ancora particolarmente diffusi.
- impianti ad alta temperatura, nei quali si possono raggiungere anche temperature di 1000°C. Sono sistemi ancora in fase sperimentale, nei quali la radiazione solare è prima trasformata in energia termica, poi meccanica ed infine elettrica. Si tratta insomma di vere e proprie “centrali elettriche ad energia solare” nelle quali i raggi solari sono concentrati su un ricettore in cui scorre un fluido, che viene surriscaldato e successivamente fatto espandere in una turbina che aziona un generatore elettrico.
Gli impianti solari a bassa temperatura possono a loro volta essere suddivisi in due gruppi:
- impianti aperti nei quali il fluido termovettore che circola nei collettori è la stessa acqua utilizzata dall’utenza.
- impianti chiusi nei quali vi sono due circuiti separati, un circuito primario percorso dal fluido termovettore (una soluzione di acqua ed antigelo) ed uno secondario percorso dall’acqua sanitaria.
I sistemi a circuito aperto sono costruttivamente più semplici e presentano meno perdite energetiche perché non necessitano dello scambiatore di calore, dal momento che il fluido termovettore coincide con l’acqua di utenza, ma presentano alcuni inconvenienti che fanno si che nella pratica siano scarsamente utilizzati: il rischio di rottura delle tubazioni per congelamento, qualora la temperatura scenda al disotto dello zero, e l’intasamento dei tubi a causa del calcare.
In base alla modalità di circolazione del fluido termovettore all’interno del sistema, gli impianti solari termici a bassa temperatura sono invece suddivisi in:
- impianti a circolazione naturale, nei quali la circolazione del liquido all’interno del circuito primario è dovuta ai moti convettivi naturali che si generano in seguito al riscaldamento del fluido (il fluido caldo sale spontaneamente)
- impianti a circolazione forzata, nei quali la circolazione del liquido è garantita da una pompa di circolazione
I sistemi a circolazione naturale sono costruttivamente più semplici ed economici, ma la necessità di posizionare il serbatoio di accumulo in posizione sopraelevata rispetto ai collettori a volte non ne consente l’utilizzo.
La scelta di un tipo di impianto piuttosto che di un altro va valutata caso per caso, in funzione delle particolari condizioni climatiche ed architettoniche del sito di installazione nonché delle esigenze economiche dell’utilizzatore.
Gli impianti a bassa temperatura, ormai ampiamente diffusi e collaudati, sono quelli di maggior interesse perchè possono essere utilizzati con profitto da singoli nuclei familiari, nei condomini, negli edifici pubblici, scolastici od ospedalieri. E non solo, l’energia solare si presta anche al riscaldamento delle serre, ed è particolarmente adatta a tutte quelle strutture del settore turistico (alberghi, camping, stabilimenti balneari) nelle quali il fabbisogno di acqua calda sanitaria è maggiore proprio nella stagione estiva nella quale l’energia solare disponibile è maggiore. Molto diffuso è anche l’utilizzo degli impianti solari per il riscaldamento delle piscine, dovuto al fatto che queste ultime richiedono temperature dell'acqua comprese tra i 25 ed i 28 ºC in corrispondenza delle quali i collettori solari risultano particolarmente efficienti.
Il solare termico non è solo una scelta eco-compatibile, infatti installare un impianto solare ad integrazione dei tradizionali impianti per la produzione di acqua calda sanitaria (temperatura di 40-45°C) e/o per il riscaldamento (temperatura di 60°C nei radiatori tradizionali e di 30-45°C nei pannelli radianti) permette di risparmiare dal 20 al 40% della domanda totale di calore per il riscaldamento e dal 50-80% di quella per la produzione di acqua calda sanitaria a seconda del tipo di impianto installato e del luogo di installazione.
Inoltre il progressivo aumento del rendimento dei collettori solari negli ultimi anni, il costo sempre maggiore dell’energia e del gas e l’introduzione di agevolazioni fiscali in favore del risparmio energetico, hanno reso gli impianti solari termici sempre più economicamente convenienti e, ad oggi, sono installati complessivamente 3 milioni di metri quadrati di collettori nell’Unione Europea dei quali 350.000 in Italia.
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