Utilizzo dei collettori solari

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L'utilizzo dei collettori solari

Il collettore solare è utilizzato principalmente per trasformare l’energia del sole in energia termica ed è noto anche con il nome di ‘pannello solare termico’. Il procedimento, raccontato in sintesi, è abbastanza semplice. Il calore del sole scalda l’acqua che scorre all’interno di condotti, distribuiti in un pannello piano generalmente trasparente. Da qui l’acqua riscaldata viene trasferita in un serbatoio di accumulo dal quale viene prelevata ogni volta che l’utente ne ha necessità. Il pannello solare viene utilizzato sia in piccoli impianti monofamigliari che in impianti condominiali, favorendo un comportamento ecosostenibile che riesce ad avere un impatto positivo sull’ambiente. Spesso si confonde il ‘pannello solare termico’ con il ‘pannello fotovoltaico’ ma mentre l’uno serve per produrre acqua calda il secondo viene installato per la produzione di energia elettrica. Anche se alcuni tipi di pannello termico sono in grado di produrre anche energia elettrica non si tratta comunque di pannelli fotovoltaici che si distinguono visivamente per il caratteristico colore blu.

Usi del pannello termico: l’orientamento

I collettori solari vengono installati sui tetti o su superfici scoperte che non risentano dell’ombra di vegetazione ed edifici circostanti. La superficie esterna deve essere il più possibile esposta al sole nelle ore diurne quindi orientamento e posizione sono determinanti. La direzione ideale della superficie inclinata del pannello è verso sud ma sono accettabili anche variazioni verso est o verso ovest. Ricordandoci che il sole invernale è più basso rispetto a quello estivo, e che l’angolo coperto è di circa 105° anziché 230°, per ottenere il massimo dal pannello converrà installarlo per il massimo sfruttamento del sole invernale. Se il pannello si trova su una superficie aperta o su falde non troppo inclinate continuerà a scaldare l’acqua anche quando il sole arriverà lateralmente, quindi per diverse ore al giorno. Un pannello installato in modo corretto è in grado di produrre acqua calda anche nella stagione invernale. L'utilizzo dei collettori solari in aree particolarmente fredde o inverni particolarmente rigidi è comunque conveniente. L’acqua verrà preriscaldata dal pannello mentre un maggiore innalzamento della temperatura potrà essere ottenuto con una caldaia di supporto.

Usi del pannello termico: la convenienza

Gli impianti di produzione di energia sostenibile possono necessitare di una fonte secondaria in quando la produzione di enrgia o di calore dipende dai fattori climatici o dalle ore del giorno. L’apporto di energie tradizionali è però minimale rispetto a quanto ottenuto dall’energia alternativa, motivo per cui l’impiego di rinnovabili è quasi sempre un buon investimento. Esistono in commercio più tipologie di collettore solare che hanno caratteristiche piuttosto differenziate con costi e benefici diversi. In aree particolarmente calde si possono ad esempio installare pannelli non vetrati che hanno elevati rendimenti e basso costo di installazione. Tuttavia questi pannelli non sono adatti alle aree fredde che invece necessitano di un vetro che faccia entrare il calore del sole ma ne impedisca l’uscita. Nelle zone del paese più fredde il massimo dell’efficienza si ottiene dai pannelli termici sottovuoto, più costosi ma funzionanti anche con ridotta presenza di sole e basse temperature. Il primo passo per un buon utilizzo dei collettori solari è quindi una progettazione specifica del sito cui consegue la scelta ottimale.

Domande frequenti

  • Qual è la differenza principale tra un collettore solare termico e uno fotovoltaico?
    La distinzione fondamentale risiede nell'energia prodotta: il collettore solare termico trasforma la radiazione solare in calore per riscaldare l'acqua sanitaria o per il preriscaldamento degli impianti di climatizzazione. Al contrario, il pannello fotovoltaico converte l'energia luminosa direttamente in elettricità utilizzabile per alimentare elettrodomestici e luci. Visivamente, i pannelli fotovoltaici si riconoscono spesso per il loro tipico colore blu scuro delle celle, mentre i collettori termici presentano tubi o piastre assorbenti sotto una copertura vetrosa. È importante non confonderli poiché richiedono tecnologie, installazioni e manutenzioni completamente diverse.
  • Come devono essere orientati e posizionati i pannelli solari termici per massimizzare l'efficienza?
    L'orientamento ideale per i collettori solari è rivolto verso sud, garantendo la massima esposizione alla luce diretta durante le ore centrali della giornata. Sono comunque accettabili deviazioni verso est o ovest, purché la superficie non sia ombreggiata da alberi o edifici vicini. Per ottimizzare il rendimento, specialmente in inverno quando il sole è più basso sull'orizzonte, l'inclinazione dovrebbe essere calibrata per catturare meglio i raggi solari bassi. Una corretta installazione permette di produrre acqua calda anche nei mesi freddi, integrando il calore solare con eventuali fonti ausiliarie come la caldaia tradizionale.
  • È conveniente installare il solare termico nelle regioni dal clima freddo?
    Sì, l'installazione è assolutamente conveniente anche nelle zone con inverni rigidi, a patto di scegliere la tecnologia adatta. Nelle aree fredde, i pannelli non vetrati sono sconsigliati perché perdono rapidamente calore; al contrario, si raccomandano i collettori sottovuoto. Questi ultimi, pur avendo un costo iniziale superiore, offrono un'efficienza molto elevata grazie all'isolamento termico creato dalla camera sottovuoto, permettendo di captare il calore anche con scarsa insolazione e basse temperature esterne. L'acqua viene preriscaldata efficacemente, riducendo drasticamente il carico sulla caldaia tradizionale.
  • Che ruolo svolge la caldaia tradizionale quando si utilizza un impianto solare termico?
    La caldaia agisce come integrazione necessaria per garantire la disponibilità continua di acqua calda sanitaria, compensando le variabilità climatiche e le ore notturne. Il sistema solare funziona in serie: l'acqua viene prima preriscaldata dai collettori e poi inviata al serbatoio di accumulo. Se la temperatura raggiunta dal sole non è sufficiente per le esigenze domestiche, la caldaia interviene per portare l'acqua alla temperatura desiderata. Questo approccio ibrido minimizza il consumo di gas o combustibili fossili, poiché l'apporto energetico tradizionale diventa marginale, traducendosi in un netto risparmio in bolletta.
  • Esistono diversi tipi di collettori solari? Come sceglierli?
    Sì, esistono varie tipologie con costi e prestazioni differenti, scelte in base al clima locale. Nei climi caldi, i pannelli non vetrati sono economici ed efficienti, ma inadatti al freddo. Per le zone temperate o fredde, si preferiscono i pannelli piani vetrati, che trattengono il calore grazie al vetro. Nei climi particolarmente rigidi o per chi cerca la massima efficienza, i collettori sottovuoto sono la soluzione migliore: costano di più ma mantengono alte performance anche con neve o scarsa luminosità. La scelta deve sempre seguire un'analisi specifica del sito e delle condizioni meteorologiche medie della zona.