Ecco una mini guida per approcciare la tecnologia dei pannelli solari termici, che consentono di produrre l’acqua calda sanitaria e di supportare il riscaldamento in modo gratuito e green.
AGGIORNAMENTO 29 SETTEMBRE 2021
Ormai siamo abituati a vedere ovunque pannelli solari sopra i tetti delle case e ne conosciamo bene l’aspetto esteriore. Spesso, però, ci sfugge la loro funzione e il funzionamento di questa collaudata tecnologia. Se è la prima volta che ci affacciamo al magico mondo dell’energia solare, è opportuno fare una fondamentale distinzione. Sono infatti due le tecnologie che sfruttano il sole e hanno funzioni totalmente diverse: il fotovoltaico e il solare termico.
Mentre il primo è destinato alla produzione di energia elettrica, il secondo sfrutta la luce ed il calore del sole per produrre acqua calda.
- Il pannello solare fotovoltaico utilizza la radiazione luminosa per produrre energia elettrica da consumare in casa, permettendo così di abbassare la bolletta dell’elettricità. È piano, di colore scuro e si può riconoscere perché diviso in piccoli “riquadri” dal bordo argentato.
- Il pannello solare termico, invece, cattura l’energia del sole per riscaldare l'acqua a una temperatura variabile, in base alle condizioni di irraggiamento. Questo pannello viene utilizzato sia per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) sia come integrazione del riscaldamento invernale. Solitamente viene installato sopra o ad incasso nel tetto, è scuro e può essere sia piano (dall’aspetto uniforme), sia a tubi sottovuoto.
Un impianto solare termico riduce sensibilmente i consumi di combustibile della caldaia, utilizzando energia rinnovabile pulita e gratuita; si tratta quindi una scelta molto vantaggiosa sia dal punto di vista economico (non dimentichiamo che in media il 45% del consumo energetico una famiglia è dovuto all’acqua calda sanitaria!) che da quello ambientale.
La corretta installazione dei pannelli solari termici
La disponibilità di energia solare è determinata prima di tutto dalla posizione geografica in cui ci si trova; la captazione della radiazione solare, poi, dipende dall'inclinazione e dall’orientamento del pannello rispetto al sole. In generale, il pannello solare termico vanta una maggiore flessibilità nell’installazione rispetto al fotovoltaico, poiché è meno legato proprio a orientamento e inclinazione. Esistono, però, delle regole da seguire per massimizzare il rendimento del pannello.
Di norma la posizione migliore per installare un pannello solare è sul lato sud del tetto, così da captare il sole durante tutto l'arco della giornata e quando ha maggiore energia. Per quanto riguarda l’angolo di inclinazione, ossia l’angolo compreso tra il pannello e il piano orizzontale (α in figura), queste sono le indicazioni:
- condizione ideale: tra 25° e 40° (angolo tipico di molti tetti italiani)
- condizione funzionale: tra 25°e 60° (installazioni tipiche a terra o su tetti piani)
A seconda dell’inclinazione e dell’orientamento, si otterrà una captazione dell’energia solare leggermente differente (alle nostre latitudini).
Il funzionamento di un pannello solare termico
Il pannello solare è costituito da diversi componenti, ognuno con una funzione ben precisa:
- un assorbitore della radiazione solare, costituito da una lastra in alluminio o rame su cui è depositato il materiale che serve ad assorbire l'energia termica;
- una lastra di vetro solare e temperato trasparente posta sopra l’assorbitore.
- un telaio, in alluminio, che serve per contenere tutti i componenti di cui è costituito il pannello.
L’energia del sole, passando attraverso il vetro, incontra l’assorbitore, il quale, scaldandosi, trasferisce il calore a un fluido termovettore che scorre nei tubi posti sotto l’assorbitore.
Il fluido termovettore, a sua volta, riscalda l'acqua contenuta in un accumulo termico, che verrà usata per il riscaldamento, per l'acqua calda sanitaria (come nell'immagine sottostante) o per entrambe le funzioni. Il fluido termovettore è composto da una soluzione preparata di acqua distillata e antigelo specifico, resistente al freddo invernale senza rischio di congelamento. Per quanto riguarda le dimensioni dei pannelli e del bollitore, dipendono dal numero di persone che in casa utilizzano l’acqua calda sanitaria: per 2-3 persone è indicata in media una superficie da 2,5 a 5 mq di pannelli e un bollitore da 200 a 300 litri.
Nell’esempio in figura, il fluido termovettore che circola nei tubi del pannello, riscaldato dall’assorbitore che cattura l’energia solare, fluisce al bollitore tramite la pompa, cedendo il calore all’acqua calda sanitaria.
Un impianto di questo tipo viene gestito tramite una regolazione che governa in maniera intelligente l’intero sistema, che tiene conto del principio “differenziale”: solo quando la temperatura dei pannelli è superiore rispetto alla parte bassa del bollitore, il calore viene trasferito dai pannelli. Inoltre, la regolazione comanda la caldaia in modo che intervenga solo quando l’energia dei pannelli non è sufficiente a raggiungere la temperatura ACS desiderata negli orari impostati.
Il problema del surriscaldamento e la tecnologia ThermProtect
I pannelli solari termici, essendo una tecnologia con 50 anni di storia, non presentano grandi criticità, ma c’è un fenomeno che, se si verifica, può causare un funzionamento scorretto dell’impianto e produrre usura del fluido termovettore. Viessmann ha risolto questo inconveniente grazie alla tecnologia ThermProtect presente sui suoi pannelli Vitosol, che blocca il riscaldamento della superficie captante se si supera una determinata temperatura: in pratica, lo strato assorbente riflette il calore sempre di più al crescere della temperatura. I pannelli Vitosol con ThermProtect hanno risolto il problema del surriscaldamento in questa installazione.
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