Impianto solare termico per riscaldamento schema

Impianto solare termico per il riscaldamento

Tra i vari motivi per cui è indicato usare il solare termico per il riscaldamento, una buona parte va sicuramente assegnata al fatto che si contraddistingue per l’elevato rispetto ambientale, è infatti la migliore tecnologia che riesce ad integrare facilmente un impianto di riscaldamento servendosi di una fonte rinnovabile.

Per capire a pieno le caratteristiche e funzionalità di un impianto solare termico bisogna fare un passo indietro su come funziona questo sistema, partendo quindi dall’energia solare termica.

Sostanzialmente l’impianto solare termico per il riscaldamento delle abitazioni e per la produzione di acqua calda sanitaria, sono caratterizzati da due fondamentali componenti:

  • COLLETTORI SOLARI: per cogliere al meglio il flusso luminoso attraverso il loro giusto posizionamento e dimensionamento;
  • ACCUMULATORI SOLARI: per poter conservare l’energia in modo tale da poterne usufruire quando se ne necessita.

Inoltre, nonostante l’energia solare termica sia già un impianto low cost, è possibile minimizzarne ulteriormente i costi dotandosi anche di:

  • Sorgente termica ausiliaria : ad esempio una fonte di energia (caldaia a gas, stupa a pellet, pompa di calore ecc.) in grado di fornire il calore necessario in assenza di sole o quando risulta essere insufficiente.
  • Centralina solare : per poter confrontare le reali temperature, e sulla base di ciò che ne regola il funzionamento dell’impianto per ottimizzare le prestazioni.

Tipologie di impianto solare termico

L’impianto solare termico per il riscaldamento può essere di due tipologie di sistema:

I sistemi a circolazione naturale sono la soluzione più economica e dall’installazione più semplice per apportare acqua calda sanitaria mediante l’energia solare termica.

I sistemi a circolazione naturale si basano sulla differenza di peso di un liquido posto a temperature diverse, non richiede quindi l’ausilio di circolatori. Il fluido termovettore circola naturalmente all’interno dello scambiatore ed una volta ceduto il calore scende di nuovo al collettore per riessere riscaldato;

I sistemi a circolazione forzata sono generalmente i più utilizzati in quanto offrono una vasta gamma di soluzioni impiantistiche sia per ristrutturazioni che per nuove costruzioni, consentendo in oltre di integrare un impianto di riscaldamento a bassa temperatura (Riscaldamento a pavimento e a Battiscopa radiante).

Più dettagliatamente, con il sistema di circolazione forzata, l’energia raccolta dai collettori solari viene rilasciata mediante uno scambiatore di calore all’acqua contenuta nel accumulatore, generalmente situato in un locale all’interno di un edificio. Il fluido termovettore circola grazie ad una elettropompa controllata dalla centralina elettronica che la blocca quando la temperatura di mandata dei collettori è inferiore alla temperatura del serbatoio, ad esempio durante le ore notturne.

Questo sistema in oltre, per garantire che l’apporto di energia avvenga comunque nei giorni di mancato irraggiamento anche per un periodo prolungato, va integrato con un impianto tradizionale (caldaia a gas, stufa a pellet, pompa di calore ecc.) .

Come scegliere l’impianto solare termico giusto

La scelta del sistema di impianto solare termico dipende dalle proprie esigenze ed è relativa ad alcuni fattori:

  • Quante persone vivono nell’abitazione;
  • Posizionamento dell’abitazione (più o meno esposta al sole);
  • Spazio che si ha a disposizione;
  • Periodo in cui si sfrutta l’impianto (solo primavera/estate o anche in autunno/inverno);
  • Temperatura d’utilizzo dell’acqua (molto o poco calda).

Una persona in media consuma dai 40 ai 50 litri d’acqua calda al giorno, tramite questi dati è possibile presumere approssimativamente di quanta acqua calda necessita l’abitazione, ad esempio una famiglia costituita da 5 membri consumerà mediamente 200-250 litri d’acqua calda al giorno.

E’ molto importante considerare anche l’esposizione della casa già dalla fase di progettazione per poter scegliere impianti solari termici in grado di sfruttare a pieno l’energia solare.

Tenendo anche conto delle condizioni climatiche generali della zona, come accennato prima, con condizioni di cielo coperto (nuvoloso) parliamo di radiazione diffusa e in questo caso occorre scegliere un impianto solare termico che assicuri la massima prestazione anche in condizioni climatiche sfavorevoli nei mesi invernali.

Avendo stimato quanta acqua vi serve e come ottimizzare al meglio il rendimento del vostro impianto in base alla vostra posizione, non dimenticate di considerare anche il fattore spazio, ogni impianto solare termico ha i suoi componenti (bollitore e collettore), assicuratevi di avere un locale all’interno della vostra abitazione che vi permetta il giusto posizionamento del vostro impianto solare termico per il riscaldamento.

Attualmente in commercio esistono varie soluzioni di impianto solare termico, sia dal punto di vista estetico che funzionale o di costo (Vedi impianti solari termici).

La storia dell’impianto solare termico

L’impianto solare termico o collettore solare, è un sistema di produzione di acqua calda che sfrutta l’energia del solare, quest’ultima pur essendo stata ideata ai tempi dell’impero romano, si è diffusa come sistema di produzione energetica nelle abitazioni delle attuali popolazioni da qualche decennio.

Fu l’americano Clarence Kemp che nel 1891 brevettò il primo pannello solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria, e tutt’ora il solare termico è considerato come il futuro dell’energia.

Energia solare termica

L’irraggiamento, ovvero il trasferimento di energia tra due corpi mediante onde elettromagnetiche, è la condizione ideale per lo sfruttamento dell’energia solare per il riscaldamento, che è la fonte di energia gratuita ed inesauribile per eccellenza.

L’energia irradiata sulla terra in un anno è mediamente 10.000 volte maggiore rispetto al fabbisogno mondiale nel medesimo periodo, certo, l’energia che realmente raggiunge la terra dipende da vari fattori, quali:

  • Condizioni atmosferiche, in condizioni ottimali (radiazione diretta) si rilevano valori massimi di 1000 W/m2., invece quando il cielo è molto coperto (radiazione diffusa) i valori si aggirano intorno ai 150 W/m2.;
  •  La stagione, diversamente a quanto si pensa, nei mesi invernali la terra è più vicina al sole, ma nei mesi estivi i raggi solari riescono a colpire l’emisfero boreale in maniera quasi perpendicolare avendo così un quantitativo maggiore di energia sfruttabile;
  • Ora del giorno, nelle ore 11:00-15:00 di picco si trae più energia solare;

Ma ancora di più incide quanto un paese dista dall’equatore, in quanto allontanandosi da esso diminuisce l’angolo di incidenza dei raggi solari e aumenta lo strato atmosferico che i raggi devono attraversare riducendone così la quantità di energia sfruttabile.

Prendendo come esempio la situazione italiana, il nostro è un paese particolarmente favorito rispetto alla media europea, essendo poco distante dall’equatore.

Ritornando all’impianto solare termico per il riscaldamento, questo è in grado di percepire sia la radiazione diretta che quella diffusa, ed è per questo motivo che anche nei mesi invernali un solare termico dimensionato correttamente riesce a fornire un grande contributo al riscaldamento abitativo.

Perché l’impianto solare termico conviene

Ad oggi avere un impianto solare termico per il riscaldamento è sicuramente conveniente, basti pensare che si avrà un calo in bolletta per il riscaldamento almeno del 50% e che l’immobile dotato di un impianto solare termico aumenta di valore insieme alla classe energetica.

Inoltre il governo mette a disposizione dei programmi di incentivazione, come le detrazioni fiscali ed il Conto Energia Termico 2.0, grazie ai quali si possono recuperare i costi di acquisto e di installazione dell’impianto solare termico fino al 65%.