Il solare termico: cenni
I cenni seguenti sulla tecnologia per lo sfruttamento termico dell'irraggiamento solare non vogliono essere esaustivi, e rinviano a pubblicazioni di dettaglio per i vari approfondimenti.
Il calore che tutti proviamo come sensazione della pelle sottoposta al flusso dei raggi solari lo possiamo accumulare nell'acqua contenuta in un apposito serbatoio, e sfruttare per fabbisogni domestici od industriali.
Teniamo presente che la temperatura raggiungibile oscilla tra i 70-90°C nei mesi estivi ed i 40-60°C in quelli invernali, sicuramente sufficienti per un uso santario dell'acqua, mentre per altri usi (ad esempio riscaldamento invernale a mezzo radiatori a parete) essa può essere usata come preriscaldamento da inviare in caldaia per la necessaria differenza di temperatura.
Il componente primario di un impianto solare termico è il "collettore solare".
Tipicamente a forma di pannello piano rettangolare, esso è costituito da un telaio metallico resistente alle sollecitazioni, una superficie frontale in vetro temperato, esposta ad irraggiamento. Il calore trasmesso attraverso il vetro (effetto serra) raggiunge una superficie al elevatissimo potere di "assorbimento" (efficienza di circa il 95%)che ha caratteristica di assorbire i raggi solari e non riemetterli (opacità all'infrarosso). Il calore assorbito viene trasferito al fluido termoconvettore contenuto in appositi tubi la cui disposizione dipende dalla tecnica di realizzazione del sistema. In ogni caso la modalità di costruzione garantisce bassissime perdite su tutto il circuito idraulico.
Il fluido termoconvettore andrà a riscaldare l'acqua contenuta nel serbatoio, attraverso l'apposito circuito idraulico. Questo sarà diverso a seconda che si adotti una soluzione a circolazione naturale o forzata.
La resa di un sistema a collettori solari dipende essenzialmente dalla temperatura ambiente, da quella del collettore stesso e dall'irraggiamento solare. L'efficienza operativa media del collettore è vicina al 50%.
Di grande importanza è ovviamente l'orientamento rispetto ai raggi solari: se sicuramente il sud è la soluzione ottimale, anche un orientamento a sud-est o sud-ovest non comporta perdite rilevanti nelle prestazioni.
Nella realizzazione dell'impianto bisogna tenere in gran conto anche l'inclinazione dei collettori: maggior inclinazione (intorno ai 60° rispetto al piano orizzontale) significa privilegiare l'assorbimento nei mesi invernali, minore inclinazione (intorno ai 30°) privilegia l'assorbimento nei mesi estivi. In funzione dell'uso che si farà dell'acqua calda delle utenze durante l'anno converrà propendere verso una soluzione più o meno inclinata. In ogni caso, un'inclinazione media intorno ai 45°, che contemperi le condizioni di irraggiamento nei vari periodi dell'anno, garantisce ottimi livelli di efficienza dei collettori.
I sistemi solari temici possono essere a "circolazione naturale" o "circolazione forzata": la scelta va fatta in funzione delle esigenze dell'utenza.
In ambito domestico, ad es., una scelta di semplice realizzazione e redditiva è sicuramente il "circolazione naturale".
L'installazione può avvenire o su apposita struttura triangolare metallica che inclina i collettori disposti su tetto piano,oppure direttamente complanari su un tetto a falda (in tegola o altro materiale), che di suo già prevede una certa inclinazione.
In questa soluzione il serbatoio, tipicamente intorno ai 180-200 litri, è posizionato in testa ai collettori solari, per cui bisogna anche tener conto del suo peso nel mantenimento delle condizioni di sicurezza e portata del solaio.
I sistemi a "circolazione forzata" sono invece progettati ad hoc per le esigenze dell'utente. I vari componenti saranno disposti secondo le necessità: i serbatoi di accumulo sono in genere posizionati in appositi locali, ed ad essi afferisce il fluido termodinamico riscaldato dai collettori, disposti e posizionati in numero secondo progetto. Il fluido riscalda l'acqua attraverso apposite serpentine.
L'intero sistema sarà gestito e collegato all'impianto idraulico di edificio, (ad esempio tipica applicazione è quella in ambito alberghiero) attraverso un sistema più o meno complesso di valvole e sonde governate da apposita centralina elettronica.
In definitiva, con i sistemi solari termici sfruttiamo il calore del sole per riscaldare l’acqua che utilizzi nei tuoi processi industriali, o semplicemente per l’uso domestico.
Di rilevante considerazione il fatto che, dal semplice impianto sul tetto di casa agli impianti industriali più complicati, i vantaggi sono immediati in termini di energia risparmiata, e quindi di costi: anche oltre il 60-70%.
L’investimento inoltre gode di detrazione fiscale (Irpef-Ires) prevista dalla legge, riducendo così ancora di più i tempi di ammortizzo.
La sommatoria di questi due fattori rende sicuramente il solare fotovoltaico una sicura fonte di risparmio in energia.
