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Solare termico
Gli impianti solari termici sono costituiti da pannelli che producono acqua calda sfruttando l'energia del sole. La radiazione solare riscalda un liquido che circola allinterno dei pannelli. Tale liquido, quindi, trasferisce il calore assorbito a un serbatoio di accumulo dacqua. Luso 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 gas o di energia elettrica. I pannelli solari termici sono impiegati in genere per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento degli edifici e anche per la produzione di calore nel settore industriale e agricolo. I pannelli solari possono anche essere impiegati per il raffrescamento estivo mediante lutilizzo degli impianti di solar cooling. Le tipologie di pannelli solari termici più diffusi sul mercato sono principalmente due:
  • i pannelli piani vetrati
  • i pannelli sottovuoto.
I pannelli piani vetrati sono costituiti da una piastra metallica posta allinterno 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 nellambiente, realizzando quello che viene definito “effetto serra”. Sul retro della piastra metallica sono saldati i tubi in cui circola il liquido 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. I pannelli sottovuoto sono caratterizzati da condotti di vetro posti sottovuoto, al cui interno sono posizionate le tubazioni che, assorbendo la radiazione solare, riscaldano il liquido in circolazione. I pannelli sottovuoto sono di più complessa e costosa realizzazione rispetto ai pannelli piani. Allo stesso tempo però hanno un elevato rendimento grazie alle basse dispersioni di energia ottenute con limpiego dei condotti sottovuoto. Il loro impiego si presta particolarmente per località a bassa insolazione oppure per applicazioni in cui si richiedono elevate temperature (come per esempio il riscaldamento attraverso radiatori o la produzione di vapore). Le principali, più comuni, tipologie impiantistiche, in cui si possono catalogare gli impianti solari termici, a seconda del modo in cui avviene la circolazione del liquido, sono due:
  • impianti a circolazione naturale;
  • impianti a circolazione forzata.
Gli impianti a circolazione naturale, di semplice installazione e particolarmente adatti a piccole utenze, sono costituiti da un pannello solare e da un serbatoio di accumulo posto alla sua sommità. Quando il pannello assorbe la radiazione solare, il liquido al suo interno si riscalda e sale verso lalto passando dal pannello al serbatoio; contemporaneamente, il liquido dal serbatoio scende nel pannello, dove si riscalda nuovamente. In questo modo il liquido circola portando lacqua contenuta nel serbatoio di accumulo alla temperatura desiderata. Questo tipo di impianti è utilizzato in particolar modo per la sola produzione di acqua calda sanitaria. Negli impianti a circolazione forzata, il serbatoio di accumulo è posto al di sotto del pannello e la circolazione del liquido avviene grazie ad una pompa. 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. Attualmente la tecnologia più diffusa sul mercato italiano è quella relativa ai collettori piani vetrati a circolazione forzata. Oltre ai tradizionali frigoriferi o condizionatori che sfruttano lenergia elettrica per produrre freddo, esistono “macchine ad assorbimento” in grado di produrre freddo utilizzando una fonte di calore. Gli impianti di solar cooling uniscono la tecnologia dei pannelli solari termici con quella delle macchine ad assorbimento: il calore prodotto dai pannelli solari in estate è utilizzato, tramite le macchine ad assorbimento, per il raffrescamento degli edifici.