Non esiste un nucleare sicuro o a bassa produzione di scorie. Esiste un calcolo delle probabilità per cui ogni cento anni un incidente nucleare è possibile: questo evidentemente aumenta con il numero delle centrali.

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Termico

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.

Energianaturale è in grado di soddisfare ogni esigenza dalla progettazione alla realizzazione sia del piccolo sia del grande impianto proponendo materiali e soluzioni avanzate.

Un impianto solare termico è un sistema in grado di trasformare l’energia irradiata dal sole in calore che può essere utilizzato per il riscaldamento dell’acqua per i servizi o il riscaldamento degli ambienti.

Come funziona un collettore solare?

L’elemento principale di un impianto solare termico è il collettore o pannello solare. Il suo funzionamento è molto semplice. Ogni superficie esposta alla radiazione solare si riscalda: la trasformazione della radiazione solare in energia termica è un fenomeno spontaneo che può essere verificato quotidianamente. Lo scopo del collettore solare è quello di ottimizzare questa trasformazione catturando, a parità di radiazione solare, più calore possibile.

Schema di un collettore solare piano

Il collettore solare aumenta le sue prestazioni grazie all’effetto serra. La copertura trasparente posta davanti alla piastra captante (in genere vetro) lascia passare la radiazione solare sotto forma di luce, ma diventa opaca al calore emesso dalla piastra, che in questo modo accumula più calore: una trappola, insomma, che consente al collettore di assorbire, e poi di cedere all’acqua, una quantità maggiore di energia.

Per evitare di perdere calore nella parte retrostante e dai lati, il collettore viene isolato con uno strato di materiale coibente. Un robusto contenitore completa il collettore e consente un facile trasporto senza problemi. Il contenitore, spesso, è dotato di sistemi che agevolano il fissaggio del collettore solare alle strutture di supporto.

La piastra captante è in genere realizzata con materiali buoni conduttori di calore (rame, alluminio, acciaio). Per incrementare la quantità di energia solare assorbita, la piastra viene trattata nella parte esposta con vernici speciali, scure, o meglio ancora con trattamenti superficiali cosiddetti selettivi che contribuiscono ad aumentare ulteriormente le prestazioni.

La piastra captante è dotata di una serie di canalizzazioni all’interno delle quali scorre il fluido termovettore (normalmente una miscela di acqua con antigelo). La sua continua circolazione consente all’impianto di trasportare l’energia termica assorbita dal collettore solare al serbatoio di accumulo.

Collettori solari piani

Collettori solari sottovuoto

Oltre ai collettori solari piani cui si riferisce la descrizione precedente, si stanno affermando in questi ultimi anni i collettori solari a tubi sottovuoto. Sono costituiti da un certo numero di tubi in vetro sottovuoto all’interno dei quali è collocato l’assorbitore in rame con rivestimento superficiale selettivo. 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.

Collettori solari a tubi sottovuoto

Collettori solari piani

Come funziona un impianto solare termico?


In un impianto solare termico il fluido termovettore che circola all’interno dei collettori solari trasferisce tutto il calore captato ad un serbatoio di accumulo, dal quale viene prelevata l’acqua calda in funzione delle necessità. La circolazione del fluido è garantita da una elettropompa che viene attivata dalla centralina solo nel caso in cui la temperatura dell’acqua nei collettori è maggiore di quella all’interno dell’accumulo. In questo modo si ha la garanzia che l’impianto funzioni solo quando è in grado di fornire realmente energia termica all’utenza ma, soprattutto, si evita che attraverso i collettori, in mancanza di soleggiamento, venga dissipata l’energia termica accumulata.

I serbatoi di accumulo hanno in genere una doppia serpentina: quella posizionata in basso è collegata al circuito solare (all’interno del quale circola una miscela di acqua con antigelo), mentre quella posizionata in alto è collegata alla caldaia. Se l’impianto solare non è in grado di portare l’acqua alla temperatura desiderata (circa 40 °C), il calore fornito dalla caldaia attraverso la serpentina (sistema ausiliario) garantisce all’utenza la giusta integrazione.

Schema di un impianto solare termico

Cosa succede quando l'insolazione è insufficiente oppure di notte?


L’impianto solare fornisce energia solo in presenza di una buona o discreta insolazione. In giornate nuvolose, piovose o in presenza di forte foschia l’apporto energetico solare non è sufficiente a coprire il fabbisogno. L’utenza, d’altra parte, deve essere soddisfatta indipendentemente dalla disponibilità della radiazione solare.

Due componenti impiantistici garantiscono la continuità del servizio di fornitura: il serbatoio di accumulo ed il riscaldatore ausiliario.

Il serbatoio di accumulo funziona da volano termico. Grazie a questo componente è infatti possibile immagazzinare del calore quando non serve (ad esempio durante il giorno) ed utilizzare l’acqua calda quando il circuito solare è fermo (di notte o in situazioni di mancanza di sole). Nelle giornate con bassi livelli di insolazione, il riscaldatore ausiliario, costituito dalla serpentina collegata alla caldaia o da un sistema analogo, fornisce, o meglio integra, la giusta quantità di calore.

Negli impianti solari per la produzione di acqua calda ogni apporto energetico fornito dai collettori viene utilizzato e rappresenta quindi un risparmio. L’impianto solare, infatti, anche quando non riesce a fornire l’acqua alla giusta temperatura svolge comunque una azione di preriscaldamento.

 

Le attuali tecnologie sono affidabili?


Gli impianti solari hanno raggiunto da parecchi anni la maturità tecnologica. La loro diffusione in altri paesi europei quali ad esempio l’Austria, la Germania e la Grecia rappresenta una garanzia sulla qualità di questi sistemi. Le aziende attualmente presenti sul mercato non si limitano a fornire solo i collettori solari ma l’intero sistema (serbatoio, centralina, elettropompa, ecc.). Ciò rende questi impianti ancora più affidabili. Le stesse aziende, poi, non trascurano l’installazione affidandosi a installatori che sono stati opportunamente istruiti sulle migliori tecniche di montaggio. Gli impianti solari, poi, hanno oramai raggiunto prestazioni difficilmente superabili.

Le aziende e gli installatori che aderiscono al bando della Regione Lombardia si impegnano a fornire sistemi efficienti che durano nel tempo. Sonni tranquilli, quindi, per chi ha intenzione di installare un impianto solare termico.

 

Le condizioni climatiche della Lombardia sono sufficienti?


Potrà sembrare un paradosso, ma gli impianti solari termici si sono diffusi maggiormente in paesi nei quali la radiazione solare è inferiore rispetto a quella del nostro paese.

La Lombardia è caratterizzata da buoni valori di insolazione, come illustrato dal grafico che riporta la radiazione solare media annua sul piano orizzontale per le città capoluogo.

Valori annui della radiazione solare sul piano orizzontale per i capoluoghi della Lombardia in kWh/m2 anno (fonte: elaborazione dati UNI 10349)

Le condizioni climatiche, quindi, sono più che favorevoli per l’installazione di impianti solari termici su tutto il territorio regionale. La radiazione solare si distribuisce in modo differente nei vari mesi dell’anno. Quelli estivi, naturalmente, sono i mesi più favoriti. Ed è proprio in questi mesi, caratterizzati anche da valori elevati della temperatura dell’aria esterna, che gli impianti solari offrono le migliori prestazioni energetiche garantendo una copertura pressoché totale dei fabbisogni di acqua calda.

Valori medi mensili della radiazione solare sul piano orizzontale in Lombardia in kWh/m2 mese (fonte: elaborazione dati UNI 10349)

Quali sono i vincoli per l'installazione dei collettori solari?


Il vincolo principale per l’installazione degli impianti solari è il reperimento della superficie sulla quale installare i collettori.

Se l’edificio ha una copertura a falde occorre individuare quella più esposta, verificando che durante il giorno non ci siano delle ombre portate da altri edifici, alberi, ecc.

L’orientamento ottimale è quello a Sud e l’inclinazione ottimale è 30°. Questa situazione, tuttavia, non si verifica spesso e si rendono disponibili superfici con altri orientamenti ed inclinazioni. Le penalizzazioni rispetto alla situazione ottimale possono essere trascurabili per orientamenti da SUD-EST a SUD-OVEST, come dimostrato nella tabella che riporta i coefficienti correttivi da applicare ai valori della radiazione solare sul piano orizzontale per tenere conto della effettiva collocazione dei collettori solari. I coefficienti vengono calcolati per inclinazioni comprese tra 20° e 90° (superfici verticali) e di orientamenti che vanno da 0° (corrispondente a SUD) a ±90° (orientamento a EST o a OVEST). Il valore positivo dell’orientamento corrisponde ad una esposizione verso OVEST mentre quello negativo corrisponde ad una esposizione verso EST.

Facciamo un esempio. Supponiamo di voler calcolare il valore la radiazione solare annua incidente a Brescia per una superficie orientata a SUD con una inclinazione di 30°. Dal diagramma si ricava il valore della radiazione solare sul piano orizzontale per Brescia è pari a 1.371 kWh/m2 anno mentre dalla tabella si ricava che il coefficiente correttivo è pari a 1,13. Il valore della radiazione solare incidente sul piano considerato sarà pertanto pari a 1.371 x 1,13 = 1.549 kWh/m2 anno.

Se i collettori solari fossero installati su una superficie orientata a SUD-EST (45°), Il valore della radiazione incidente si ridurrebbe a 1.371 x 1,09 = 1.494 kWh/m2 anno con una penalizzazione del tutto trascurabile.

I collettori solari possono anche essere installati su coperture piane. In questo caso occorre che siano fissati su tralicci di sostegno, disposti su file distanziate in modo da evitare che si verifichino degli ombreggiamenti tra una fila e l’altra.

L’installazione di un impianto solare termico su un edificio esistente richiede, nel rispetto delle leggi vigenti in materia di edilizia, alcuni atti amministrativi (concessione lavori, autorizzazione ai lavori, dichiarazione inizio attività).

Uno degli ostacoli per ottenere l’autorizzazione all’installazione di collettori solari possono essere preoccupazioni, da parte dell’ente comunale di protezione storico-artistica e paesaggistico-ambientale, riguardo l’impatto visivo. Infatti, nel centro storico di molte città e nelle aree protette, è stata categoricamente vietata l’applicazione di collettori solari su edifici.

Quanto rende un impianto solare?


L’impianto solare non è in grado di trasformare in calore utile tutta l’energia solare incidente sulla superficie dei collettori. Per una valutazione di massima si può stimare che il rendimento medio di un impianto è intorno al 50%. Considerando un valore medio di insolazione per la Lombardia di 1.318 kWh/m2 anno ed un coefficiente correttivo pari a 1,13, un metro quadro di impianto solare è in grado di produrre annualmente 1.318 x 1,13 x 0,50 = 745 kWh di energia termica utile. I collettori solari a tubi sotto vuoto hanno una resa superiore rispetto a quelli piani (almeno il 25% in più).

Quanti collettori solari occorrono?


Per dimensionare un impianto solare, ossia per determinare la superficie di collettori solari da installare, è necessario valutare i fabbisogni energetici.

In mancanza di dati precisi, negli usi residenziali, il consumo medio di acqua calda per persona può essere stimato in circa 50 litri/giorno. Il calcolo dell’impianto dovrà essere fatto rapportando il valore dell’energia richiesta per riscaldare l’acqua a quella fornita per metro quadro di superficie. Per una situazione con disposizione corretta dei collettori solari (orientamento SUD, inclinazione 30°) si può prevedere una superficie captante utile pari a 1 m2 ogni 50 litri di consumo. Per una famiglia di 4 persone, con un consumo medio giornaliero di 4 x 50 = 200 litri/giorno, saranno pertanto necessari 200/50 = circa 4 m2 di collettori solari. Un impianto solare così dimensionato riuscirà a coprire il 50-60% del fabbisogno medio annuo di energia. L’integrazione offerta dall’impianto solare dipende dall’insolazione disponibile. Con i parametri di dimensionamento sopra indicati, l’impianto garantirà una copertura quasi totale nei mesi estivi, durante i quali la caldaia è normalmente spenta, mentre in inverno funzionerà con una resa inferiore preriscaldando l’acqua. Per quanto riguarda il dimensionamento dell’accumulo, si può stimare un valore medio di 50-60 litri per metro quadro di collettori installati.

I valori di dimensionamento forniti sopra sono indicativi. Per impianti di dimensioni medio-grandi è comunque opportuno effettuare un calcolo analitico più dettagliato.

Gli impianti solari si possono installare anche nei condomini?


Gli impianti solari possono naturalmente anche essere installati in condomini, purché questi siano già dotati di un impianto centralizzato per la produzione di acqua calda e, naturalmente, ci sia lo spazio disponibile per l’installazione dei collettori. Queste situazioni sono addirittura più convenienti dal punto di vista economico in quanto, tenendo conto dei fattori di contemporaneità (non tutti utilizzano nello stesso giorno la stessa quantità di acqua) la superficie unitaria si riduce. Inoltre i costi di alcuni componenti, quali ad esempio la centralina, il serbatoio e la rete di tubazioni, non sono proporzionali alla superficie captante installata.

Se il condominio non è d’accordo ad installare l’impianto solare, in certi casi lo possono fare i singoli utenti che dovranno naturalmente chiedere l’autorizzazione all’assemblea. La legge 10/91 prevede che non sia necessaria la maggioranza assoluta ma quella relativa, ossia la maggioranza di una assemblea che rappresenti più della metà dei millesimi.

Quali altre applicazioni oltre a quelle residenziali?


Tutte le situazioni in cui è necessario fornire acqua calda a temperature basse (non superiori a 50 °C) e con una continuità durante l’anno sono favorevoli, sia dal punto di vista tecnico che da quello economico, per l’installazione di impianti solari termici. Gli impianti solari possono quindi essere installati per produrre acqua calda nelle comunità (ospedali, case di cura, caserme, ecc.), oppure in alberghi o centri sportivi.

L’installazione di impianti solari termici in edifici pubblici rappresenta un importante veicolo per la diffusione di una cultura orientata alla sostenibilità.

Un impianto solare necessita di una manutenzione?


Un impianto solare, come tutti gli impianti, necessita una manutenzione. La pulizia dei vetri non è strettamente necessaria in quanto la pioggia garantisce un lavaggio continuo. Se l’accesso alla zona in cui sono installati i collettori solari non è difficoltosa è opportuno effettuare una pulizia delle superfici trasparenti almeno una volta all’anno.

Importante il controllo della presenza di antigelo nel circuito solare, verifica anche questa che può essere fatta una volta all’anno.

Queste sono le operazioni di manutenzione minime. Le case costruttrici forniscono comunque un manuale d’uso nel quale sono contenute indicazioni su cosa occorra fare per mantenere l’impianto efficiente per molti anni. Almeno per gli impianti di dimensioni medio-grandi è opportuno affidare la manutenzione ad un installatore.

energianaturale consiglia:

  • Prima di decidere l’acquisto di un sistema solare è conveniente chiedere il preventivo di spesa, comprensivo del costo dell’installazione a più di un’impresa qualificata del settore.
  • Richiedere anche il materiale informativo delle attrezzature da installare, per una migliore valutazione del rapporto costi/qualità.
  • Consultare gli indirizzi dei soggetti economici (produttori o distributori o installatori di impianti solari) firmatari del documento "Impegni e Obblighi per l’accesso alla procedura telematica di prenotazione dei contributi per la realizzazione di impianti solari termici ubicati nel territorio della Regione Lombardia".
  • Controllare bene la spesa degli ultimi mesi delle bollette dell’energia elettrica e del gas metano per poter quantificare esattamente il proprio fabbisogno di acqua calda sanitaria ed il risparmio conseguibile con l’installazione dei pannelli solari.
  • Privilegiare la semplicità impiantistica e sistemare l’impianto in luoghi facilmente accessibili ai controlli ed alle operazioni di manutenzione.
  • Assistere all’installazione per essere in grado di risolvere direttamente i problemi più semplici e risparmiare sui costi.
  • Nelle zone a clima rigido e nelle situazioni in cui si pensa di utilizzare il sistema solare per tutto l’anno, è bene installare un sistema di buona qualità. Nelle seconde case estive, si può anche installare un sistema meno costoso.
  • La distanza del pannello dal punto di utilizzo dell’acqua calda deve essere la minore possibile, per ridurre le perdite termiche nei tubi di collegamento, che comunque vanno accuratamente coibentati.
  • Se l’installazione è fatta da inquilini non proprietari, conviene scegliere un sistema compatto che potrà in futuro essere trasferito in un’altra abitazione.
  • Per chiedere ad un’impresa consigli sull’installazione di pannelli solari, portare con sé alcune fotografie della propria casa prese da diverse angolazioni e scattate nell’ora di mezzogiorno.
  • Concordare per iscritto i costi complessivi ed i tempi di installazione preventivamente all’esecuzione dei lavori. Al termine dei lavori richiedere la regolare fattura.
  • Farsi lasciare dall’installatore del liquido antigelo per poter provvedere autonomamente ad eventuali rabbocchi del circuito primario.
  • Annotare gli indirizzi dei produttori dei materiali installati per essere in grado di reperire sempre eventuali pezzi di ricambio.
  • In caso di cattivo funzionamento rivolgersi sempre all’impresa che ha installato l’impianto.
 

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