Sfruttando il calore del sole, i pannelli solari termici possono produrre gratuitamente l’80% dell’acqua calda consumata in un’abitazione. Attenzione al giusto dimensionamento degli impianti.
Indice:
- Solare termico: un alleato per il risparmio energetico
- Come funziona
- Fase 1: i pannelli solari termici catturano il calore del sole
- Fase 2: il circuito del fluido termovettore trasporta il calore all'accumulo
- Fase 3: l’accumulo termico conserva l’acqua calda sanitaria o tecnica
- Quando conviene il solare termico
- Quanto riscalda il solare termico in inverno
- Quanti pannelli solari termici servono per una famiglia di 4 persone
- Quali incentivi si possono usare per il solare termico
Solare termico: un alleato per il risparmio energetico
Un sistema solare termico permette di sfruttare il calore del sole per la produzione di acqua calda sanitaria (acqua potabile utilizzata in bagno e in cucina) e come supporto all’impianto di riscaldamento di casa.
Si tratta di una tecnologia che esiste nella sua forma più semplice già dal XVIII secolo, ma che nel tempo ovviamente si è “affinata” ed è ora estremamente matura e collaudata.
In Italia questa energia rinnovabile si è fatta molta strada a partire dagli anni 80' e ha conosciuto una vera e propria diffusione su larga scala in tutti gli ambiti dagli anni 2000 in poi. Oggi si tratta di una delle tecnologie rinnovabili più convenienti, efficienti e più semplici da installare in qualsiasi contesto, anche in abbinamento a un impianto di riscaldamento a bassa temperatura esistente.
Il solare termico permette di avere a disposizione acqua calda sanitaria gratis per buona parte dell’anno. E può aiutare anche l’impianto di riscaldamento. > Leggi approfondimento
Come funziona
Un impianto solare termico è composto dai pannelli (collettori), da un serbatoio di accumulo di acqua calda e da un circuito di tubazioni e ognuno di questi componenti principali ha un compito preciso:
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i collettori solari termici convertono la radiazione solare in calore utile;
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il circuito solare, tramite un fluido termovettore, trasferisce il calore catturato all’acqua sanitaria usata per lavarsi, ecc , o al riscaldamento.
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il serbatoio di accumulo immagazzina l’acqua calda sanitaria o l'acqua tecnica se di supporto al riscaldamento a bassa temperatura
(1) Caldaia murale a gas a condensazione Vitodens 200-W
(2) Bollitore combinato multivalente per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria e del riscaldamento centrale Vitocell 360-M con annesso bollitore solare
(3) Collettori piani Vitosol 200-FM
Vediamo ora più nel dettaglio come funziona ogni passaggio.
Fase 1: i pannelli solari termici catturano il calore
I pannelli o collettori solari termici piani svolgono il lavoro più importante: catturano il calore del sole.
Come ci riescono?
Se sono collettori piani, i più diffusi, grazie alla presenza di una lastra metallica fortemente isolata sul retro, ricoperta da uno strato assorbente, coperta da vetro temperato e racchiusa in un telaio in alluminio. Alla lastra metallica sono saldati dei tubetti in rame dove circola il fluido termovettore.
Nei collettori sottovuoto la radiazione del sole viene catturata dallo strato assorbente all'interno del tubo stesso e sempre circondato dal vuoto spinto. Questo comporta che pochissima energia catturata viene dispersa, per merito di una elevatissima isolazione (effetto "vuoto"). L'efficienza annuale globale rispetto ad un collettore solare piano è circa del 15-20% in più, e tale vantaggio è evidente sopratutto nei mesi invernali con temperature esterne fredde durante le ore di luce.
Fase 2: il circuito del fluido termovettore trasporta il calore
Il circuito di tubi di un impianto solare termico contiene il fluido termovettore (una miscela di antigelo propilenico e acqua distillata), che trasporta il calore catturato dalle superfici assorbenti dei pannelli sul tetto fino al serbatoio di accumulo posto dentro l’abitazione. Queste tubazioni devono essere isolate il più possibile. Del circuito fanno parte anche componenti principali come la pompa di circolazione e il vaso di espansione, indispensabili per il funzionamento e l’affidabilità dell’impianto. La corrente elettrica necessaria alla pompa per il trasferimento del calore è meno dell'1% dell'enegia termica trasferita.
Fase 3: l’accumulo termico conserva l’acqua calda
Il serbatoio di accumulo termico (chiamato anche bollitore se contiene acqua sanitaria) è un contenitore fortemente isolato delle dimensioni di un frigorifero colonnare che ha il compito di conservare l’acqua riscaldata dal fluido termovettore e di metterla a disposizione quando serve. In questo modo, la nostra acqua calda in bagno o in cucina è sempre disponibile, anche se il sole in quel momento non c’è.
Per garantire che l’acqua calda ci sia sempre, il serbatoio di accumulo viene comunque alimentato anche dal calore del sistema di riscaldamento principale di casa, ad esempio dalla caldaia a condensazione o dalla pompa di calore. L’ottimo isolamento termico dei materiali con cui è realizzato l’accumulo assicura che il calore dell’acqua sia conservato per il maggior tempo possibile.
(1) Caldaia murale a gas a condensazione Vitodens 200-W
(2) Bollitore combinato multivalente per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria e del riscaldamento centrale Vitocell 360-M con annesso bollitore solare
(3) Collettori piani Vitosol 200-FM
Quando conviene il solare termico
Il solare termico conviene sempre, perché non richiede nessun combustibile, fa risparmiare e non produce emissioni. Basta avere la possibilità di montare i pannelli sopra il tetto o anche su terreno e di installare in casa il serbatoio di accumulo (esistono pannelli solari, come quelli Viessmann, indicati per tutti i tipi di installazione, comprese le facciate).
Questa tecnologia permette infatti di ottenere acqua calda gratis per tutta l’estate e fino a 9 mesi all'anno, perché l'irraggiamento estivo e delle mezze stagioni è sufficiente per raggiungere temperature dai 45 a 70°C . Logicamente l'esposizione dei collettori solari fra est e ovest con preferenza a sud è fondamentale.
In media, il solare termico può riscaldare da solo il 75-80% dell’acqua calda necessaria in un anno: si tratta di ingenti consumi risparmiati sul funzionamento della caldaia che durante i 9 mesi non entrerà mai o quasi mai in funzione.
I collettori possono, inoltre, dare un contributo agli impianti per il riscaldamento degli ambienti, soprattutto se in casa sono presenti impianti a bassa temperatura a pavimento, soffitto o parete, riscaldati ad esempio con generatori in pompa di calore o sistemi ibridi).
Quanto riscalda il solare termico in inverno
Molti pensano che il solare termico funzioni solo d’estate, ma in realtà non è così.
L’estate è certamente la stagione migliore per questa tecnologia (che, lo ricordiamo, sfrutta il calore del sole e molto meno la luce, come fa invece il fotovoltaico): nei mesi più caldi, l’acqua scaldata da un impianto solare può arrivare a una temperatura molto alta, fino a 80 °C.
Anche in inverno, però, i pannelli solari producono calore e possono alzare la temperatura dell’acqua che arriva dall’acquedotto quel tanto che basta per far consumare meno combustibile alla caldaia.
Ad esempio, se l’acqua entra dall'acquedotto a 10°C, l’impianto solare può portarla a 25 o 30°C, e la caldaia lavorerà solo per innalzarla fino a circa 40/45°C, ossia la normale temperatura dell’acqua calda sanitaria. Per ottenere il massimo rendimento in inverno è possibile dimensionare l’impianto e inclinare i pannelli in modo ottimizzato, solo se installati a terra o su tetto piano.
Quanti pannelli solari termici servono per una famiglia di 4 persone
Dimensionare correttamente un impianto solare è fondamentale per ottenere la maggior quantità possibile di acqua calda, facendo fruttare bene l’investimento.
Oltre al numero di pannelli, sono molto importanti anche le dimensioni del bollitore: dovrebbe contenere circa il doppio del fabbisogno giornaliero di acqua calda di una casa (considerando che per una persona servono circa 50 litri di acqua calda al giorno).
Solo un impianto correttamente dimensionato arriva a coprire il 100% del fabbisogno di acqua calda in estate, per cui è sempre bene parlarne con un professionista preparato, come gli installatori qualificati Partner Viessmann.
Per capire esattamente quanti pannelli servono bisogna considerare:
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quante persone vivono in casa (e le loro abitudini , ad esempio quanto tempo stanno sotto la doccia);
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la zona geografica dove si trova la casa;
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l’orientamento e l’inclinazione del tetto (l’ideale è un tetto esposto a sud non ombreggiato con un’inclinazione da 20 a 50 gradi).
In generale, con i pannelli solari piani servono circa 1-1,2 mq per persona (con tubi sottovuoto bastano 0,8-1,0 mq per persona).
Per un nucleo familiare di 4 persone sono indicati 5 mq di pannelli, con un accumulo da 300 litri (un pannello come quelli Viessmann occupa circa 2,5 metri quadri di superficie, quindi servono 2 pannelli). Per 2 persone o al massimo 3 anche un solo pannello può essere sufficiente, con un serbatoio di accumulo acqua da 150-200 litri.
Quali incentivi si possono usare per il solare termico
Un impianto solare per una famiglia di 4 persone come quelli che abbiamo descritto (pannelli piani, circolazione forzata) può costare 5.000 o 6.000 euro, ma esistono due incentivi statali che possono più che dimezzare la spesa: il Conto Termico e l’Ecobonus 65%.
Il primo incentivo è un contributo economico diretto che rimborsa dal 40 al 60% della spesa, a seconda del prodotto. Con l’Ecobonus valido fino alla fine del 2024, invece, si può recuperare il 65% delle spese nella dichiarazione dei redditi in rate annuali per 10 anni. In questo modo l'impianto si ripaga in meno di 3-4 anni.
