Aspetti Tecnici
Il Pannello solare è un dispositivo atto ad ottenere calore dal sole.Le partiche compongono il sistema sono:un pannelo che assorbe l'energia del sole, un fluido che trasporta l'energia ad uno scambiatore e un accumulatore che la immagazzina. Limpianto può funzionare a circoalzione naturale (per convenzione) o forzata attraverso una pompa.
Il sistema di circolazione trasferisce calore dai pannelli verso il luogo di accumulo o di utilizzo. In un sistema termico solare per il riscaldamento dell’acqua, per esempio, il fluido che trasporta il calore circola tra il pannello ed uno scambiatore di calore in un serbatoio d’accumulo.
In alcuni sistemi l’acqua circola tra il pannello e il serbatoio di accumulo per mezzo di una pompa (circolazione forzata), mentre in altri la circolazione è attivata naturalmente per l’effetto “termosifone” (circolazione naturale).
Nei sistemi a circolazione naturale, l’acqua riscaldata nel pannello si espande e sale nel serbatoio d’accumulo, venendo sostituita dall’acqua fredda che scende nel serbatoio, per questo tali sistemi tendono ad essere più economici dal momento che non sono richieste pompe, ma il serbatoio d’accumulo deve essere posizionato al di sopra del pannello.
I sistemi a pompa vengono usati in tutta Europa, mentre quelli a circolazione naturale vengono usati principalmente in Europa meridionale. Il serbatoio coibentato accumula calore finchè è necessario. Il pannello ed il serbatoio possono essere inglobati in una singola unità, tali sistemi sono chiamati integrati o monoblocco.
A causa del clima variabile, molte persone si chiedono quanto i pannelli solari termici possano essere efficaci in caso di tempo nuvoloso o di pioggia. Premesso che paesi con un esposizione solare molto minore rispetto alla nostra li utilizzino già da anni, possiamo affermare che la tecnologia esistente riesce ad arginare i problemi derivanti dalle condizioni atmosferiche.
Ad esempio, i pannelli solari dotati di bollitore coibentato possono mantenere l'acqua a temperatura elevata per tutta la notte. Risvegliandoci al mattino così potremmo godere di una doccia calda o di un bagno nonostante non ci sia stata esposizione solare per la durata dell'intera notte.
In caso di condizioni atmosferiche avverse al pieno utilizzo dei pannelli solari termici bisogna ricordare che i raggi infrarossi passano ugualmente attrverso le nuvole e quindi possono contribuire, se non sostituire completamente, la caldaia o lo scaldabagno a gas o elettrico. In questi casi il risparmio energetico è comunque notevole dato che l'acqua si preriscalda prima del passaggio in caldaia.
I collettori vengono montati generalmente sul tetto della casa se orientato a Sud e con inclinazione adeguata (generalmente pari alla latitudine del luogo, che, ad esempio in alta Italia è di 45°, oppure, più raramente, può essere regolabile per adeguarsi al diverso angolo del sole a seconda delle stagioni) oppure a terra.
I collettori solari possono essere di diversi tipi:
- Collettori sottovuoto.
Sono composti da tubi di vetro speciale sottovuoto ricoperti da uno strato altamente selettivo che trasforma la luce solare in calore. L'assorbitore di calore è di forma circolare ed è alloggiato all'interno della cavità sottovuoto dei tubi stessi; in questo modo il fluido termoconvettore evapora e, cedendo il suo calore all'estremità superiore del tubo, si condensa e ritorna in basso. Questa tipologia di collettori sottovuoto non conduce calore, essendo l'aria il migliore isolamento, per cui non si verificano perdite per convezione e conduzione e pertanto il loro rendimento è superiore. Richiedono inoltre una minore superficie espositiva rispetto alle altre tipologie di pannelli e sono capaci di trattenere il calore accumulato anche in condizioni atmosferiche molto rigide, garantendo prestazioni elevate e costanti durante l'anno; per questi motivi possono essere utilizzati anche in zone con un'insolazione medio-bassa o con condizioni climatiche particolarmente rigide durante l'inverno, come in alta montagna o nei paesi nordici; - Collettori piani.
Sono composti da una cella/intelaiatura termicamente isolata (in legno incollato a tenuta di acqua o in alluminio), coperta da un vetro protettivo in grado di sopportare pioggia, grandine e temperature rigide, filtra i raggi solari e crea l'effetto serra per intrappolare il calore. All'interno della cella si trova l'assorbitore di calore vero e proprio, che è una lastra metallica scura, detta anche piastra captante, o corpo nero assorbente, sulla quale sono saldati i tubi all'interno dei quali circola un liquido termoconvettore (per esempio composto da acqua e glicole propilenico atossico).Questo liquido, riscaldato dal calore solare, sale alla cima del collettore e va nel serbatoio dove, tramite uno scambiatore, cede il calore all'acqua da riscaldare contenuta all'interno e da dove viene distribuita ai diversi punti di presa. A questo punto il liquido termoconvettore raffreddato scende ed il processo ricomincia da capo. I pannelli a piastra possono essere di due tipi: a superficie non selettiva dove l'assorbitore di calore è semplicemente verniciato in nero, (consigliata per le case abitate in brevi periodi), oppure a superficie selettiva dove l'assorbitore di calore è potenziato da un trattamento effettuato con un prodotto infrarosso che consente al pannello di trattenere maggiormente il calore del sole, riducendo al tempo stesso la riflessione (indicata per le case dove si risiede abitualmente o per un utilizzo di almeno 10 mesi all'anno e sono in grado di produrre acqua calda in qualunque mese dell'anno); - Collettori monoblocco.
I collettori monoblocco, detti anche ad accumulo, sono di costruzione molto semplice rispetto alle precedenti categorie e sono prevalentemente composti da un serbatoio in acciaio inox che viene esposto direttamente al sole, solitamente sono asserviti da un collettore piano integrato. Il serbatoio, solitamente dipinto di nero, termicamente coibentato e coperto da una lastra di materiale trasparente termoisolante, può anche essere montato direttamente in una cavità del tetto in cui si trova uno specchio solare concavo che riflette la luce; vengono collegati direttamente alla rete dell'acqua fredda e calda senza l'ausilio di scambiatori di calore e pompe e possono essere collegati ad una caldaia a gas ausiliaria, che interviene automaticamente quando la temperatura scende al di sotto di quella richiesta. Rispetto alle precedenti tipologie hanno un costo più modesto, sono compatti, maneggevoli, occupano poco spazio e possono essere installati senza l'ausilio di tecnici specializzati. generalmente il loro uso è limitato alla sola produzione di acqua calda sanitaria e, inoltre, durante la notte o nei giorni con scarsi apporti solari possono raffreddarsi facilmente
