Quando si parla di pannelli solari si pensa solitamente a quei campi coperti da rettangoli scuri, inclinati verso il sole o ai listoni neri sui tetti che spiccano sui tetti di alcune case di campagna.
Sebbene si tratti grossomodo della stessa tecnologia, è bene soffermarsi su alcune differenze ben precise, che caratterizzano i diversi dispositivi per la trasformazione dell’energia proveniente dalla radiazione solare.
Esistono infatti pannelli solari termici, a concentrazione, fotovoltaici e ibridi. In questo articolo approfondiremo il primo tipo di modulo solare.
Cosa sono e come funzionano i pannelli solari termici?
Quando si parla di pannello solare termico si indica essenzialmente di un dispositivo, meglio noto come collettore solare, atto alla conversione della radiazione ricevuta dal sole in energia termica, che sia quindi in grado di riscaldare un fluido, principalmente l’acqua o un liquido misto acqua e glicole propilenico, da sfruttare per uso domestico.
A cosa serve un pannello solare termico nell’atto pratico?
Nelle abitazioni e nelle strutture in cui sono installati pannelli solari termici, l’energia convertita viene incanalata in un accumulatore per poter essere utilizzata in un secondo momento per il riscaldamento degli edifici, per il raffrescamento solare e per la produzione di acqua sanitaria o di processo.
Com’è fatto un pannello solare termico?
Il pannello solare piano, che assomiglia a quello fotovoltaico, è costituito da una piastra metallica assorbente scura incorniciata da un telaio, schermata da una copertura trasparente in vetro, e da un supporto termoisolante o scambiatore, in cui circola un fluido che trasporta il calore accumulato a una sorta di serbatoio coibentato, posto all’apice del telaio.
La piastra assorbente può essere realizzata con polimeri, rame, acciaio o alluminio, a seconda dei costi e delle possibilità di installazione. Il rame è il migliore conduttore, e tra i più duraturi, mentre i polimeri e il silicio sono maggiormente indicati per i climi freddi, poiché resistono meglio alle basse temperature.
Il serbatoio, collegato sia al pannello che alla rete idrica, fa sì che l’acqua fredda immessa al suo interno passi attraverso la piastra metallica dove viene scaldata dall’energia solare. A questo punto il liquido caldo, attraverso moti convettivi, passa nello scambiatore e rientra nella rete idrica domestica per essere utilizzata.
Altre tipologie
Esiste anche una variante di collettore solare composto da una serie di tubi di vetro sottovuoto, collegati tra loro, in cui circola il fluido trasportatore di calore. Funzionano meglio della precedente tipologia specialmente dove il clima si mantiene rigido tutto l’anno, mentre soffrono di surriscaldamento nei climi caldi.
I pannelli solari non vetrati sono molto economici e facilmente e forniscono immediatamente acqua calda all’impianto idraulico, anche se non hanno una grande efficienza dove le temperature scendono sotto ai 20°C.
I pannelli solari piani vetrati a liquido antigelo sono un’evoluzione di quelli più diffusi, in cui il fluido è pensato per evitare al massimo le dispersioni di calore.
I pannelli solari termici ad aria sfruttano l’intercapedine tra il vetro e l’assorbitore per far circolare non un fluido ma l’aria.
Quali sono i benefici dei pannelli solari termici?
Al momento della scelta su quale investimento sia più conveniente fare in modo da migliorare l’efficienza della propria casa, può essere utile considerare tutti i benefici dell’installazione di un impianto a pannelli solari termici:
- I pannelli solari riducono l’impronta ecologica dell’abitazione in cui vengono installati, riducendo di quasi 600 Kg/annui l’immissione di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre.
- Sono estremamente efficienti perché non disperdono se non in minima parte il calore
- Non hanno bisogno dell’energia elettrica per funzionare, salvo componenti aggiuntive per differenti usi.
- Non dipendono da una fornitura di carburante o materiale combustibile.
- Sono relativamente poco costosi all’acquisto, ma godono di lunga vita.
- Funzionano anche nei climi freddi.
- Richiedono pochissima manutenzione.
- La loro installazione può figurare all’interno dei lavori trainati del Superbonus 110%.
Controindicazioni
I pannelli solari termici hanno alcuni limiti che risiedono soprattutto nell’impossibilità di accumulare e mantenere a lungo l’acqua calda.
Secondariamente, durante il periodo estivo, stagione in cui l’irraggiamento è massimo, l’utilizzo è quasi nullo: la stagnazione del liquido o dell’antigelo all’interno del pannello può causare danni da surriscaldamento.
Quanti pannelli solari termici servono per rendere indipendente un’abitazione?
La stima per determinare di quanti pannelli solari si abbia bisogno deve considerare il numero di persone residenti nell’abitazione, i consumi in termine di litri d’acqua calda pro-capite e il rendimento in base all’ubicazione dell’impianto.
Per una famiglia composta da 4 persone la necessità di acqua calda in un giorno, escluso il riscaldamento, è di 250-300 litri al giorno che corrispondono a 4-8 metri quadri di superficie riflettente da coprire con i pannelli solari. Considerando che un pannello tra gli 0,8 e 1,2 metri quadrati soddisfa le esigenze di una persona, il calcolo è presto fatto.
Dove è meglio installare i pannelli solari?
La soluzione migliore è quella di esporre i pannelli dove l’irraggiamento è maggiore, quindi sui tetti o su superfici piane, rivolte a est-sud-est, L’inclinazione ottimale per questo tipo di pannelli è tra i 30 e i 55 gradi in inverno e 30-40 gradi in estate.
Quanto costa un impianto a pannelli solari?
I prezzi di un impianto solare termico variano a seconda dei materiali impiegati, della superficie da coprire e dalla tipologia di tecnologia impiegata, se a circolazione naturale o a circolazione forzata.
I due sistemi differiscono nella presenza, nel secondo caso, di pompe di calore e di serpentine aggiuntive collegate all’impianto elettrico, che aiutano a mantenere l’acqua a una temperatura costante più a lungo. La prima tipologia è consigliata per seconde case, abitazioni poco frequentante o con consumi contenuti.
Se l’impianto è a circolazione naturale si stima che per una famiglia di 4 persone sia necessario un investimento di 2.500 euro, o comunque tra i 400 e gli 800 euro al metro quadro, mentre per quelli a circolazione forzata bisognerà spendere un po’ di più, circa 3.500 euro e tra gli 800 e i 1.100 euro/metro quadro, ottenendo però una produzione di acqua calda migliore e un risparmio maggiore sul lungo periodo. Un impianto solare termico viene ammortizzato nel giro di 5-10 anni.
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