Un impianto solare termico è un sistema in grado di trasformare l’energia irradiata dal sole in energia termica, ossia calore, che può essere utilizzato negli usi quotidiani, quali ad esempio il riscaldamento dell’acqua per i servizi o il riscaldamento degli ambienti. L’utilizzo di questa tecnologia non è una novità. La sua diffusione nel nostro Paese, come del resto negli altri paesi europei, in questi ultimi anni è in crescita, e questo è dovuto ad una serie di situazioni contingenti: l’esigenza di ridurre il consumo delle fonti energetiche tradizionali (gas, gasolio, ecc.) per problemi di approvvigionamento (nell’Ue l’attuale dipendenza energetica da paesi terzi è pari a circa il 50% e nel nostro Paese raggiunge l’80%), la necessità di limitare le emissioni di gas climalteranti e la disponibilità di tecnologie affidabili, quindi di impianti efficienti che durano a lungo.

Noi ci occupiamo principalmente di impianti a basse temperature (fino a 120°C) in quanto quelli a medie (ca. 500°C) ed alte temperature (ca. 1000°C) trovano applicazione soprattutto nei grossi impianti industriali. Le principali applicazioni degli impianti a bassa temperatura sono:

- riscaldamento dell'acqua sanitaria ad uso domestico, alberghiero, ospedaliero
- riscaldamento acqua delle docce (esp. Stabil. balneari, campeggi ...)
- riscaldamento degli ambienti
- riscaldamento dell'acqua per processi a bassa temperatura
- essiccazione di prodotti agro-alimentari
- raffrescamento degli ambienti

Ci sono dei collettori solari che prendono l'energia solare e la trasformano in calore. I collettori sono attraversati da un fluido termovettore incanalato in un circuito solare che lo porterà ad un accumulatore. L'accumulatore ha la funzione di immagazzinare più energia termica possibile al fine di poterla usare successivamente al momento del bisogno.

Dunque il collettore è il dispositivo base. Uno strato scuro assorbe la luce solare riscaldandosi. Il calore del corpo scuro vine trasferito ad un fluido che in genere passa in un tubo a contatto con questo corpo al fine di permettere il miglior passaggio di calore possibile. In genere il corpo scuro viene ricoperto ed inglobato da materiale isolante per perdere meno calore possibile. Chiaramente sulla parte esposta al sole sarà necessario un materiale isolante il più trasparente possibile. I collettori solari vengono connessi tra loro in serie e parallelo in funzione della quantità e temperatura che si vuole ottenere al fluido.

1 – COLLETTORI PIANI
Termicamente isolati e coperti da vetro protettivo, all'interno della cella, si trova l'assorbitore di calore vero e proprio che è una lastra metallica scura (corpo nero) sulla quale sono saldati dei tubi all'interno o delle lastre nella quale circola il fluido. I collettori di questo tipo si distinguono per un ottimo rapporto qualità/prezzo/prestazione. I pannelli solari di questo tipo hanno una durata di vita di almeno 20 anni.
I collettori piani possono essere di due tipi:

• A superficie non selettiva ossia l'assorbitore di calore è semplicemente verniciato di nero, un colore che contribuisce a captare e trattenere meglio e più a lungo i raggi solari. Indicato per le abitazioni estive.
  
• A superficie selettiva l'assorbitore di calore è potenziato da una superficie che consente al pannello di trattenere maggiormente il calore del sole riflettendo al suo interno i raggi infrarossi che emana e riducendone la rifrazione. Questo tipo di pannello è più costoso del precedente ma ne permette l'utilizzo per 10 mesi l'anno.

2 – COLLETTORI SOTTOVUOTO
Il problema maggiore dei collettori è quello di trattenere il calore dei raggi solari. I collettori a tubi sottovuoto eliminano le perdite di calore dovute a convezione ed a conduzione portando l'assorbitore sottovuoto in un tubo di vetro. I collettori sottovuoto hanno un rendimento annuo di circa il 15% maggiore dei collettori piani. Sono in grado di fornire acqua calda fino a 100°C. Hanno anch'essi la durata di circa 20 anni però questi collettori perdono già molto prima il loro “vuoto” diminuendone le prestazioni. Ancora oggi il rapporto costo/beneficio resta a vantaggio del collettore piano in quanto i collettori sottovuoto sono troppo cari in paragone alla loro resa di poco superiore ed alla loro minor durata di vita. Per correttezza di informazioni, va comunque detto che hanno delle prestazioni maggiori. Sono capaci di trattenere il calore accumulato anche se vi sono delle temperature più rigide. Possono essere utilizzati in zone con una insolazione medio-bassa. Generalmente sono forniti di concentratori a specchio retrostanti i tubi sottovuoto in modo da sfruttare al massimo la radiazione solare.

3 – COLLETTORI MONOBLOCCO O AD ACCUMULO
Di costruzione molto semplice sono composti da un serbatoio in acciaio inox che viene esposto direttamente al sole solitamente sono servi ti da un collet tore piano integrato. Il serbatoio di solito è verniciato di nero, termicamente isolato e coperto da una lastra di materiale trasparente termoisolante. Basta col legarli direttamente all'acqua fredda e calda senza l'ausilio di scambiatori di calore e pompe e possono essere col legati ad una caldaia a gas ausi liaria che interviene automaticamente in caso di discesa di temperatura.

4 – COLLETTORI NON VETRATI
Come lo indica il loro nome sono sprovvisti di vetro. Il liquido da riscaldare passa direttamente all'interno dei tubi dell'assorbitore. Hanno un costo notevolmente più basso dei pannelli vetrati ed altrettanto dicasi del loro rendimento nominale; inol tre per poter funzionare richiedono temperature esterne relativamente alte. Sono costruiti in metallo con una superficie selettiva. Sono indicati sopratutto per utilizzi nel la stagione estiva (stabilimenti balneari, alberghi stagionali, campeggi, case di villeggiatura).

5 – COLLETTORI AD ARIA
Sono del tutto simili ai normali pannell i vetrati ma in questo caso il fluido vettore è costituito da aria anziché acqua; aria che può circolare fra vetro e assorbitore oppure fra assorbitore e fondo del pannello. In genere l'assorbitore è alettato in modo da rendere tortuoso il percorso del flusso d'aria. Questo perché l'aria scambia calore con più difficoltà dell'acqua e quindi bisogna assicurare una sua maggiore permanenza all'interno del pannello per far si che assorba maggiormente il calore solare.

Impianti solari aperti:
il fluido termovettore che circola nei collettori è lo stesso del circuito di utilizzo.
Impianti solari chiusi:
il fluido termovettore che circola nei collettori cede calore al fluido d'utilizzo tramite uno scambiatore.
Impianti solari a circolazione naturale:
la circolazione del fluido avviene grazie al processo convettivo del fluido che scaldandosi sale verso il serbatoio di accumulo.
Impianti solari a circolazione forzata:
la circolazione avviene tramite una pompa che trasferisce il fluido termovettore dai collettori al serbatoio di accumulo.

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