Il Solare termico

La tecnologia
Un impianto solare termico sfrutta l'energia inesauribile del sole, gratuita e pulita, consentendo di trasformare direttamente l’energia solare incidente sulla superficie terreste in energia termica, senza nessuna emissione inquinante e con il risparmio economico associato al mancato utilizzo di fonti energetiche tradizionali.
Tali impianti sono costituiti da pannelli che producono acqua calda sanitaria sfruttando l’energia solare. La radiazione solare riscalda un liquido - in genere acqua miscelata a liquido antigelo - che circola all’interno dei pannelli; tale liquido trasferisce il calore assorbito a un serbatoio di accumulo d’acqua.
L’uso dell’acqua calda accumulata nel serbatoio, al posto dell’acqua prodotta da una caldaia o da uno scaldacqua elettrico, permette un risparmio sui consumi di energia elettrica o di gas.
I pannelli solari termici sono utilizzati generalmente per la produzione di acqua calda sanitaria (abitazioni, imprese), per il riscaldamento degli edifici nel periodo invernale (abitazioni), per il riscaldamento di piscine (coperte e scoperte) e anche per la produzione di calore nel settore agricolo e industriale.
Tali pannelli possono anche essere impiegati per il raffrescamento estivo mediante l’utilizzo degli impianti di solar cooling o meglio nell’abbinamento tra pannelli solari termici ed una macchina frigorifera. In altre parole, la tecnologia del solar cooling consente di produrre freddo, sotto forma di acqua refrigerata o di aria condizionata, a partire da una sorgente di calore.

Le tipologie dei pannelli
Il fulcro dell’impianto è costituito dal pannello solare (collettore solare) che opera la conversione in calore dell’energia solare che penetra al suo interno.
Il pannello solare più diffuso sul mercato è il collettore solare vetrato piano, caratterizzato da una piastra metallica posta all’interno di un involucro isolato termicamente, ricoperto anteriormente da una superficie vetrata. La radiazione solare attraversa la superficie vetrata ed è assorbita dalla piastra metallica che si riscalda. Il vetro è utilizzato perché impedisce alla radiazione riflessa dalla piastra di essere dispersa nell’ambiente, realizzando quello che viene definito “effetto serra”. Sul retro della piastra metallica sono fissati o saldati dei tubi in rame in cui circola un fluido termovettore – acqua o miscela di acqua e antigelo - che trasferisce il calore dal pannello al serbatoio di accumulo. Questi pannelli hanno un buon rapporto costi/benefici e un buon rendimento termico in applicazioni in cui le temperature richieste non sono molto elevate, ad esempio per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento degli ambienti con elementi radianti a pavimento o per il riscaldamento delle piscine.

Il collettore solare sottovuoto è caratterizzato da un certo numero di tubi di vetro posti sottovuoto, al cui interno sono collocate le tubazioni (assorbitori) che, assorbendo la radiazione solare, riscaldano il liquido in circolazione.
Il vuoto creato tra assorbitore e copertura trasparente tubolare consente di ridurre ulteriormente le dispersioni di calore del collettore verso l’esterno e quindi di aumentare il rendimento.
Il loro uso si presta particolarmente per località particolarmente fredde e a bassa insolazione oppure per applicazioni in cui si richiedono elevate temperature come per esempio il riscaldamento attraverso radiatori.

La tipologie di impianti
Gli impianti solari termici possono essere suddivisi in due categorie principali:

  • Impianti a circolazione naturale: soluzioni impiantistiche utilizzate in particolar modo per la sola produzione di acqua calda sanitaria e adatte per impianti di piccole dimensioni. Sono impianti interamente istallati in esterno, economici, semplici e compatti, dove il serbatoio di accumulo è posizionato sopra al collettore solare. Quando il pannello assorbe la radiazione solare, il liquido al suo interno si riscalda e sale verso l’alto passando dal pannello al serbatoio; contemporaneamente, il liquido dal serbatoio scende nel pannello, dove si riscalda nuovamente. In questo modo il liquido circola portando l’acqua contenuta nel serbatoio di accumulo alla temperatura desiderata.
  • Impianti a circolazione forzata: soluzioni dedicate ad impianti di taglia medio-grande, in previsione di un utilizzo continuo durante tutto il corso dell’anno. Tale soluzione garantisce anche una migliore integrazione architettonica e un migliore risultato estetico, svincolando - grazie alla circolazione del liquido per mezzo di una pompa - il posizionamento dei pannelli solari dal sistema di accumulo, ora collocato in un idoneo locale tecnico e non più sul tetto. Questa installazione è ideale, oltre che alla produzione di acqua calda sanitaria, anche alla produzione di acqua per il riscaldamento degli ambienti, potendo in alcuni casi essere utilizzata anche in abbinamento al sistema di riscaldamento tradizionale. L’impianto standard è composto da diversi elementi, ognuno con una specifica funzione:
    • pannello (collettore): capta la radiazione solare, convertendola in calore;
    • serbatoio: immagazzina il calore sottoforma di acqua calda, al fine di renderlo disponibile quando necessario;
    • gruppo "pompe e sicurezza” (pompa, vaso di espansione, valvole di sicurezza, ecc.): gestiscono il funzionamento dell’intero impianto.


Le principali applicazioni in ambito civile
Gli impianti solari termici sono utilizzati generalmente per:

  • produrre acqua calda sanitaria a uso domestico e nel terziario (alberghi, palestre, uffici, ecc.);
  • riscaldare gli ambienti nel periodo invernale;
  • raffrescare gli ambienti nel periodo estivo;
  • riscaldare l’acqua delle piscine (coperte e scoperte).

La produzione di acqua calda sanitaria tramite collettori vetrati piani è senza dubbio l’applicazione più comune e diffusa: normalmente, con l’energia solare si riesce a coprire circa il 60-80% del fabbisogno annuo. L’impiego di collettori non vetrati scoperti è particolarmente indicato per gli impianti utilizzati soprattutto d’estate (generalmente da maggio a settembre), come le piscine scoperte (il 70-90% del fabbisogno termico può essere fornito dal sole).
Interessanti risultati si ottengono accoppiando l’impianto solare termico con un impianto di riscaldamento degli ambienti a bassa temperatura (ad esempio impianti a pavimento, impianti a radiatori in acciaio lamellare, ecc.). In zone con un esteso periodo di utilizzo del riscaldamento e in edifici con buone caratteristiche d’isolamento termico (prerequisito essenziale per fare riscaldamento solare), si riesce a raggiungere fino al 25-50% di copertura del fabbisogno termico.

Dove può essere installato
I collettori solari possono essere collocati su una superficie esterna dell’immobile (tetto, facciata, terrazzo,ecc.) o su un terreno che consente un’esposizione dei collettori verso sud (possono essere considerate accettabili anche le esposizioni sud-est/sud-ovest, con limitate perdita di produzione).
L’inclinazione ottimale rispetto il piano orizzontale può variare da 15 a 60 gradi.
I dettagli tecnici per l’installazione dell’impianto dipendono dall’utilizzo finale dello stesso e devono essere valutati da un tecnico competente.

I benefici per l’ambiente
L sostituzione o l’integrazione dei sistemi tradizionali per la produzione di acqua calda sanitaria con sistemi solari termici, comporta considerevoli riduzioni del consumo di combustibili fossili e delle emissioni inquinanti in atmosfera, in particolare di CO2. Un impianto solare termico con una superficie captante di 4 mq permette ad esempio di evitare l’emissione di oltre 1.500 kg di CO2 l’anno rispetto ad un scaldacqua elettrico.

I vantaggi per l’utente
A seconda della collocazione geografica del sito di installazione è possibile coprire fino all’80% del fabbisogno annuo. Superare tali percentuali significherebbe sovradimensionare l’impianto rendendolo economicamente e tecnicamente poco conveniente. In pratica, si otterrebbero modesti miglioramenti a fronte di maggiori costi, con il rischio di avere nell’impianto carichi termici notevoli nel corso dell’estate; normalmente, da aprile ad ottobre l’impianto è quasi autosufficiente per la produzione di acqua calda sanitaria.

Autorizzazioni necessarie per l’installazione
Gli interventi di installazione di impianti solari termici, qualora i pannelli solari vengano posizionati su edificio, possono essere realizzati previa consegna del documento di Asseverazione allo Sportello per l’Energia.
E’ necessario presentare all’Ufficio Urbanistica richiesta di autorizzazione edilizia nel caso in cui l’installazione dei pannelli non sia su edificio o il sito d’installazione dell’impianto ricada in Zona A1, Zona A2, Zona A3, nelle Vie di interesse turistico di cui all’articolo 123 della Legge n.87/1995 nonchè in zone urbanistiche disciplinate da strumenti di pianificazione attuativa che dispongano diversamente.