Sistemi termici solari

Ultimo Aggiornamento: 07/28/2016

L’attuale sviluppo della società umana si basa quasi esclusivamente sul consumo delle fonti energetiche non rinnovabili, esauribili, e l’ecosistema non è più in grado di assorbire l’eccessiva quantità di anidride carbonica prodotta dalle attività umane.

Lo scenario che si presenta rende necessario l’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili in quanto energie pulite e atteggiamenti che portano ad un uso razionale dell’energia, all’efficienza energetica e al risparmio energetico. 
In particolare in questo ambito si prende in esame la possibilità di produrre acqua calda per uso sanitario e per il riscaldamento attraverso impianti solari termici. 

Perchè installare un impianto solare termico?
Installare un impianto solare termico significa ridurre in maniera efficace le emissione inquinanti prodotte dalla combustione di fonti fossili per il riscaldamento dell’acqua di utilizzo sanitario e per gli impianti di riscaldamento. L’utilizzo del solare termico consente notevoli risparmi economici dal momento che utilizza il sole, fonte gratuita, come combustibile per il riscaldamento dell’acqua. 

Composizione di un impianto solare termico
Un impianto solare termico è costituito dal collettore solare o pannello solare e dal bollitore o boiler che ha la funzione di accumulatore. 
La trasformazione della radiazione solare in calore avviene all’interno del pannello solare.
Il pannello solare è costituito da: 
una copertura trasparente di una o due lastre di vetro,
una piastra assorbente o captante realizzata in rame, acciaio o alluminio anodizzato trattata con vernici selettive che hanno la particolarità di potenziare la capacità di assorbimento della radiazione incidente, sopra la piastra sono saldati dei tubicini o canali attraverso i quali scorre un fluido termovettore; i tubicini di solito sono di rame essendo un materiale con buona conducibilità termica e facilmente lavorabile,
uno strato isolante per isolare il fondo e i lati del collettore, di solito si utilizzano poliuretano, polipropilene o lana di roccia,
l’ involucro esterno realizzato con una scatola di acciaio assemblabile.

Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento è molto semplice: una parte di radiazione solare che colpisce il vetro viene assorbita dalla piastra captante passando attraverso l’intercapedine generalmente riempita di aria tra vetro e piastra. 
L’energia termica assorbita dalla piastra viene ceduta ai tubicini all’interno dei quali scorre un fluido termovettore e deve essere il meno possibile ceduta all’ambiente sottoforma di perdite. Si ottiene così una sorta di trappola per la radiazione solare che una volta entrata non può più uscire. In questo modo si realizza un vero e proprio effetto serra con innalzamento della temperatura e miglioramento delle prestazioni del collettore. 
Il fluido termovettore di solito è acqua o una miscela di acqua e sostanza antigelo. Per evitare che il fluido si mescoli con l’acqua calda di consumo il circuito dei collettori è separato tramite uno scambiatore di calore collocato all’interno del bollitore e il trasporto di calore avviene per circolazione naturale o tramite una pompa di circolazione, attraverso una tubazione di mandata e una di ritorno. 
Inoltre per evitare che durante la notte il calore torni al collettore per un semplice fenomeno di inversione termica, bisogna dotare il circuito del collettore solare di una valvola di non ritorno. 

 Sistemi termici solari

 

Esistono due tipi di impianti solari termici: impianto solare termico a circolazione naturale e impianto solare termico a circolazione forzata.
Gli impianti a circolazione naturale si basano sul principio per il quale il fluido termovettore riscaldandosi diminuisce di densità e sale verso l’alto provocando un movimento naturale del fluido medesimo.
Negli impianti a circolazione naturale il serbatoio di accumulo è posizionato più in alto del pannello ed a breve distanza dal medesimo.
Negli impianti a circolazione forzata il fluido termovettore scorre nel circuito chiuso per effetto della spinta fornita da una pompa comandata da una centralina o termostato, attivata a sua volta da sonde poste sul collettore e nel serbatoio.

Applicazioni di un impianto solare termico
Gli impianti solari termici possono essere applicati ad edifici residenziali privati, sia che si tratti di abitazioni unifamiliari o condomini costituiti da diversi appartamenti, a edifici pubblici come scuole o edifici comunali, ad edifici di tipo produttivo mediante installazione di pannelli direttamente inseriti nella costruzione o installati su un terreno adiacente l’edificio e a qualsiasi situazione che richieda un impianto di produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento.