SOLARE TERMICO
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Impianto solare termico: cos’è e come funziona?
Un impianto solare termico è un sistema composto da diverse componenti tecnologiche che sfruttano il calore solare per la produzione di acqua calda, con una maggiore efficienza ed un minore impatto ambientale.
Come funziona un impianto solare termico?
Un impianto fotovoltaico è un sistema caratterizzato da diverse componenti tecnologiche che sfruttano la luce solare per la produzione di energia elettrica con una maggiore efficienza ed un minore impatto ambientale.
Classicamente un impianto fotovoltaico è formato da:
Collettori solari:
- Sono dispositivi che catturano l’energia termica del sole e la trasferiscono a un fluido termovettore. Possono essere di vari tipi, come piani o a tubi sottovuoto, e sono progettati per massimizzare l’assorbimento del calore solare.
La quantità di energia massima che l’impianto è in grado di produrre viene definita come “watt di picco” (indicata con Wp o kWp) ed è direttamente proporzionale al numero di celle e alla tipologia di pannelli solari installati:
Tipologie di Collettori Solari:
Collettori Solari Piani:
- Questa è la tipologia più comune e commercializzata.
- Composti da una copertura in vetro che lascia passare le radiazioni solari, un assorbitore a piastra (dove avviene la conversione della luce solare in calore) e un isolante termico per prevenire dispersioni di calore.
- Materiali dell’assorbitore: rame o alluminio.
- Adatti per la produzione di acqua calda e il riscaldamento domestico durante tutto l’anno.
Collettori Solari Sottovuoto:
- Costituiti da tubazioni collocate in condotti di vetro sottovuoto e rivestite da un materiale che assorbe la radiazione solare.
- Ideali per ottenere temperature più elevate (oltre 80°C).
- Adatti per applicazioni specifiche che richiedono acqua molto calda.
Collettori Solari a Concentrazione:
- Utilizzano specchi o lenti per concentrare la luce solare su un punto focalizzato.
- Sono più complessi e costosi, ma possono raggiungere temperature molto elevate.
- Spesso utilizzati per applicazioni industriali o sistemi di riscaldamento ad alta temperatura.
In sintesi, i collettori solari termici sfruttano attivamente i raggi solari per produrre energia termica, contribuendo al risparmio energetico e alla riduzione delle emissioni di gas combustibile. La scelta del tipo di collettore dipende dalle esigenze specifiche e dalle condizioni climatiche locali
Circuito idraulico:
Include tubazioni, una pompa di circolazione e uno scambiatore di calore, che trasportano il fluido termovettore riscaldato dal collettore al serbatoio di accumulo.
Serbatoio di accumulo:
Serve a immagazzinare il fluido termovettore riscaldato dai collettori solari. La sua funzione principale è quella di ridurre la variabilità dell’energia solare incidente e compensare lo sfasamento temporale tra la disponibilità di energia solare e il fabbisogno energetico.
Fluido termovettore:
È il mezzo che trasporta il calore dal collettore solare al punto di utilizzo o al serbatoio di accumulo. Può essere acqua o una miscela di acqua e antigelo.
Pompa per la circolazione del fluido:
Questo componente è necessario nei sistemi a circolazione forzata per muovere il fluido termovettore attraverso il circuito idraulico.
Scambiatore di calore:
Permette il trasferimento del calore dal fluido termovettore all’acqua utilizzata nell’impianto domestico. Può essere posizionato all’interno o all’esterno del serbatoio di accumulo.
Centralina di controllo:
Gestisce automaticamente il funzionamento dell’impianto, attivando la pompa quando il fluido nei collettori è più caldo dell’acqua nel serbatoio e disattivandola quando non è necessario il trasferimento di calore.
Impianto solare termico a circolazione naturale e a circolazione forzata
Quando si parla di impianti solari termici, è fondamentale distinguere tra i sistemi a circolazione naturale e quelli a circolazione forzata. Gli impianti a circolazione naturale sfruttano la convezione naturale per muovere il fluido termovettore riscaldato dai collettori al serbatoio di accumulo, senza l’ausilio di pompe. Questo metodo, più semplice e meno costoso, è ideale per climi miti e per installazioni dove il serbatoio può essere posizionato sopra i collettori. Al contrario, gli impianti a circolazione forzata richiedono una pompa per spostare il fluido termovettore, offrendo maggiore flessibilità nella progettazione e una migliore adattabilità a vari contesti climatici e geografici. Sebbene comportino un costo iniziale più elevato e una manutenzione più complessa, questi sistemi sono spesso preferiti per la loro efficienza e per la capacità di operare in condizioni meno ideali.
- Impianto solare termico a circolazione naturale:
- Circolazione: In questo tipo di impianto, la circolazione tra il collettore solare e il serbatoio di accumulo avviene grazie al principio di gravità. Non vengono utilizzate pompe o circolatori.
- Funzionamento: Il fluido termovettore si riscalda all’interno del collettore solare. Essendo caldo, è più leggero del fluido freddo nel serbatoio. La differenza di densità genera una circolazione naturale: il fluido riscaldato cede il calore all’acqua nel serbatoio e ricade nel punto più basso del circuito del collettore.
- Posizione del serbatoio: Il serbatoio deve trovarsi in un punto più alto del collettore.
- Adatto per: Questi impianti sono più adatti nelle regioni meridionali, dove non ci sono significativi fenomeni di gelo.
- Impianto solare termico a circolazione forzata:
- Circolazione: In questo sistema, un collettore solare è collegato a un serbatoio di accumulo attraverso un circuito. All’interno del circuito solare si trova acqua o un fluido termovettore antigelo.
- Pompa di circolazione: Una pompa di circolazione viene attivata quando la temperatura nel collettore supera quella di riferimento impostata nel serbatoio.
- Scambio di calore: Il calore viene trasportato al serbatoio di accumulo e ceduto all’acqua sanitaria tramite uno scambiatore di calore.
- Flessibilità di progettazione: Questo tipo di impianto offre maggiore libertà di progettazione e si adatta a qualsiasi condizione climatica.
- Adatto per: Situazioni in cui non è possibile collocare il serbatoio in una posizione sopraelevata rispetto al collettore.
In sintesi, l’impianto a circolazione naturale è più semplice, meno costoso e richiede meno manutenzione, ma ha una produttività leggermente inferiore rispetto a quello a circolazione forzata. La scelta dipenderà dalle tue esigenze e dalla tua posizione geografica.
Durata e costi di un impianto solare termico
Quando si considera l’installazione di un impianto solare termico, due degli aspetti più importanti da valutare sono la sua durata e i costi associati. Questi fattori non solo influenzano la decisione iniziale di investire in questa tecnologia sostenibile, ma determinano anche il valore a lungo termine e l’efficacia dell’impianto nel corso della sua vita operativa. In questo paragrafo, esploreremo la durata media di un impianto solare termico, i fattori che possono influenzarla, e forniremo una panoramica dei costi iniziali e di esercizio, nonché del risparmio potenziale che può essere realizzato nel tempo.
Qual è la durata media di un impianto fotovoltaico?
La durata e l’efficienza di un impianto solare termico dipendono dalla qualità dei materiali, dalla manutenzione e dalla tipologia di collettori e serbatoio di accumulo. Un impianto ben progettato e mantenuto può durare oltre 20 anni, con un calo di efficienza contenuto nel tempo.
Quanto costa un impianto solare termico? Quanto conviene?
Per valutare l’investimento in un impianto solare termico, è importante considerare diversi fattori, tra cui il costo dell’impianto (al netto degli incentivi economici e fiscali) la produzione annua di acqua calda e il risparmio sulla bolletta energetica.
Analizziamo questi aspetti passo dopo passo:
1. Costo dell'impianto
Il costo di un impianto solare termico varia in base alla tipologia e alle dimensioni. Per una famiglia di quattro persone, il costo medio di un impianto a circolazione forzata è di circa 3.500 €. Questo tipo di impianto offre prestazioni migliori e una maggiore produzione di acqua calda rispetto agli impianti a circolazione naturale, che però ha un costo inferiore che si attesta sui 950 €.
2. Produzione Annuale di Acqua Calda
La quantità di acqua calda prodotta da un impianto solare termico dipende dall’efficienza dei collettori e dalle condizioni climatiche. In Italia, grazie alle condizioni meteorologiche favorevoli, un impianto solare termico può coprire fino all’80% dell’energia necessaria per la preparazione dell’acqua calda e fino al 40% della domanda complessiva di calore.
3. Risparmio in Bolletta
L’installazione di un impianto solare termico può portare a un risparmio significativo sulla bolletta energetica. In generale, si stima che un impianto solare termico possa ridurre i costi energetici per riscaldare l’acqua fino al 60%, e fino al 35% per il riscaldamento degli ambienti. Questo significa che, per una famiglia con un consumo medio di energia, l’installazione di un impianto solare termico potrebbe tradursi in un risparmio annuo significativo sulla bolletta del gas.
4. Calcolo del Risparmio
Supponiamo che una famiglia spenda in media 1.200 € all’anno per il riscaldamento di acqua e ambienti. Con l’installazione di un impianto solare termico, il risparmio annuo potrebbe essere stimato come segue:
Risparmio annuo = Costo annuo del gas × Percentuale di risparmio
Risparmio annuo = 1.200€ × 60% = 720€
5. Recupero dell’Investimento
Questo esempio fornisce un’analisi approssimativa basata su dati medi. Per un calcolo più preciso, sarebbe necessario considerare le specifiche dell’abitazione, la posizione geografica, e le abitudini di consumo della famiglia. Inoltre, non dimentichiamo che ci sono incentivi fiscali e bonus che possono ridurre ulteriormente il costo iniziale dell’impianto
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FAQ
Quando conviene il solare termico?
Il solare termico è particolarmente vantaggioso in situazioni dove il consumo di acqua calda è elevato, offrendo una copertura del fabbisogno dal 20% al 40% e riducendo i costi energetici.
Come funziona il solare termico per riscaldamento?
I collettori solari termici catturano la luce del sole e riscaldano un fluido termovettore che, tramite una pompa, viene trasportato allo scambiatore di calore dove trasferisce l’energia a un serbatoio di stoccaggio.
Che differenza c’è tra solare termico e fotovoltaico?
La differenza principale sta nel tipo di energia prodotta: i pannelli solari termici generano acqua calda, mentre quelli fotovoltaici producono energia elettrica.
Quale impianto scegliere, solare termico a circolazione forzata o a circolazione naturale?
La scelta tra un impianto solare termico a circolazione forzata e uno a circolazione naturale dipende da diversi fattori, tra cui principalmente clima e ubicazione dell’impianto.
Per cui gli impianti a circolazione naturale sono adatti per regioni con clima mite e dove non ci sono significativi fenomeni di gelo, gli impianti a circolazione forzata sono più versatili e si adattano a qualsiasi condizione climatica, inclusi climi freddi e zone con frequenti gelate, o ad esempio se il serbatoio di accumulo non può essere collocato in una posizione sopraelevata rispetto al collettore, è necessario un sistema a circolazione forzata, invece per installazioni più semplici e dove lo spazio lo permette, un sistema a circolazione naturale potrebbe essere preferibile.
Quanto rende un pannello solare termico in inverno?
In Italia, un impianto solare termico può coprire fino al 70% del fabbisogno annuale di acqua calda sanitaria, anche durante l’inverno.
Quanto dura l’acqua calda nel solare termico?
L’acqua calda prodotta dai pannelli solari termici può rimanere calda per diverse ore, variando in base alle condizioni climatiche e all’orientamento dei pannelli.
Quali sono i vantaggi del solare termico?
I vantaggi includono un significativo risparmio in bolletta, incentivi fiscali e una riduzione delle emissioni di gas serra.
Quanto può durare un pannello solare termico?
La durata media è di circa 15 anni, potendo arrivare fino a 20 anni, meno rispetto ai pannelli fotovoltaici.
I pannelli solari termici si possono installare ovunque?
Generalmente sì, ma l’efficienza dipende dall’esposizione al sole e dalle condizioni climatiche locali.
Un impianto solare termico richiede manutenzione?
Sì, per garantire l’efficienza e la durata, è necessaria una manutenzione periodica, anche se i costi sono abbastanza irrisori vista la scarsa estensione dei pannelli.
Ci sono incentivi fiscali per il solare termico?
In molti paesi, compresa l’Italia, esistono incentivi fiscali per l’installazione di impianti solari termici.