L’energia solare termica è un principio semplice, eppure così rivoluzionario, che sta trasformando il modo in cui produciamo e utilizziamo l’energia.
In un’epoca in cui la sostenibilità è diventata più di un obiettivo, ma un necessario impegno globale, il sole ha assunto un ruolo centrale nella trasformazione del nostro panorama energetico. E questa è la ragione per cui, oggi, abbiamo scelto di focalizzarci su una delle applicazioni più promettenti e affascinanti dell’energia solare – l’impianto solare termico.
Un impianto solare termico, per definizione, è un sistema che converte l’energia del sole in energia termica utilizzabile per scaldare l’acqua o l’aria all’interno di una casa o di un edificio.
Se stai pensando a un modo per ridurre la tua impronta di carbonio, abbassare le tue bollette energetiche e promuovere una vita più verde, un impianto solare termico potrebbe essere realmente la risposta.
Che cos’è un impianto solare termico?
Un impianto solare termico, come anticipato, è un sistema progettato e installato solitamente sui tetti, sono come un gigantesco magnete energetico, per catturare l’energia radiante del sole e convertirla in energia termica, o calore, da utilizzare per una miriade di modi, tra cui il riscaldamento dell’acqua sanitaria per l’uso domestico o per il riscaldamento ambientale, contribuendo così a ridurre la dipendenza da combustibili fossili e le relative emissioni di gas serra.
Il cuore di un impianto solare termico è costituito dai collettori solari, costituiti da una serie di tubi sottili, che assorbono la luce solare e trasferiscono il calore così generato a un fluido termovettore, di solito acqua o una soluzione di acqua e antigelo. Una volta riscaldato, il fluido termovettore viene pompato attraverso un circuito chiuso fino a un serbatoio di accumulo, ove cede il suo calore all’acqua sanitaria o all’impianto di riscaldamento, attraverso uno scambiatore di calore.
Una volta raffreddato, il fluido ritorna ai collettori per essere nuovamente riscaldato, in un ciclo continuo di assorbimento e rilascio del calore.
Per regolare e ottimizzare il funzionamento dell’impianto, si utilizza una centralina di controllo, che monitora le temperature del fluido termovettore, del serbatoio di accumulo e dei collettori solari, attivando o disattivando la pompa di circolazione in base alle esigenze.
In questo modo, l’impianto solare termico può fornire calore in modo efficiente quando e dove serve, minimizzando al contempo il consumo di energia elettrica.
Tipi di impianti solari termici
Nell’ambito della tecnologia solare termica, esistono principalmente due tipi di impianti: quelli a circolazione naturale e quelli a circolazione forzata. Entrambi i tipi svolgono lo stesso compito fondamentale – catturare e convertire l’energia solare in calore – ma lo fanno in modi leggermente diversi, ciascuno con i suoi vantaggi e svantaggi.
Entriamo nel dettaglio per comprendere meglio.
Impianti a circolazione naturale
Questi impianti, noti anche come impianti a termosifone, sfruttano il principio fisico secondo cui un fluido riscaldato tende a salire, mentre un fluido più freddo tende a scendere.
In un impianto a circolazione naturale, i collettori solari sono posizionati sotto il serbatoio di accumulo. Quando il fluido termovettore nei collettori si riscalda, diventa meno denso e sale naturalmente verso l’alto nel serbatoio. Allo stesso tempo, il fluido più freddo nel serbatoio scende nei collettori, creando un ciclo di circolazione che non richiede l’uso di una pompa. Questi impianti sono relativamente semplici e non richiedono energia elettrica per funzionare, rendendoli ideali per applicazioni off-grid o in aree con scarsa affidabilità della rete elettrica. Tuttavia, la loro efficienza può essere inferiore rispetto agli impianti a circolazione forzata e la loro installazione richiede una progettazione accurata per garantire una corretta circolazione del fluido.
Impianti a circolazione forzata
In un impianto a circolazione forzata, una pompa di circolazione viene utilizzata per spostare il fluido termovettore tra i collettori solari e il serbatoio di accumulo. Questo permette una maggiore flessibilità nell’installazione, poiché il serbatoio può essere posizionato in qualsiasi punto dell’abitazione, indipendentemente dalla posizione dei collettori. Inoltre, la pompa garantisce una circolazione costante e uniforme del fluido, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche o dalla differenza di temperatura, migliorando l’efficienza globale del sistema. Tuttavia, questi impianti richiedono energia elettrica per far funzionare la pompa, e quindi possono non essere la scelta migliore in aree senza accesso affidabile alla rete elettrica.
La scelta tra un impianto a circolazione naturale e uno a circolazione forzata dipende da una serie di fattori, tra cui le esigenze energetiche, la posizione geografica, le condizioni dell’immobile e chiaramente anche il budget, ma è utile comprendere come funzionano entrambi i tipi di impianti per prendere una decisione informata e a scegliere l’opzione che meglio si adatta alle specifiche necessità.
Come viene utilizzata l’energia prodotta da un impianto termico solare?
La risposta a questa domanda è una delle ragioni per cui gli impianti solari termici sono così affascinanti, in quanto incredibilmente versatili e possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni per soddisfare le esigenze di riscaldamento e raffreddamento di una casa.
Quella del riscaldamento dell’acqua sanitaria è probabilmente l’applicazione più comune e conosciuta degli impianti solari termici. Il calore catturato dai collettori solari viene utilizzato, fornendo acqua calda per la doccia, il lavaggio delle stoviglie, la lavanderia e altre esigenze domestiche. Con un impianto solare termico più grande e più sofisticato, il calore prodotto può essere utilizzato anche per riscaldare gli ambienti della casa. Questo può essere realizzato attraverso un sistema di riscaldamento radiante (come il riscaldamento a pavimento o a parete), o attraverso un sistema di riscaldamento a termosifoni. L’energia termica viene trasferita al sistema di riscaldamento dell’abitazione, fornendo un calore confortevole e costante durante i mesi più freddi.
Potrebbe sembrare un controsenso, ma l’energia termica prodotta da un impianto solare termico può essere utilizzata anche per raffreddare una casa, utilizzando un dispositivo chiamato assorbitore di refrigerazione, che utilizza il calore per alimentare un ciclo di refrigerazione in grado di raffreddare l’aria. Mentre questo tipo di raffreddamento solare è meno comune del riscaldamento dell’acqua o del riscaldamento degli ambienti, sta guadagnando popolarità in alcune regioni a causa della sua efficienza energetica e delle sue potenziali riduzioni dei costi rispetto ai sistemi di condizionamento d’aria tradizionali.
Benefici e vantaggi degli impianti solari termici
La decisione di installare un impianto solare termico nella propria casa è una scelta saggia per una serie di motivi, che vanno oltre la semplice produzione di energia.
Uno dei vantaggi più ovvi e immediati di un impianto solare termico è il potenziale risparmio energetico. Utilizzando l’energia solare per riscaldare l’acqua o la casa, si riduce, infatti, la quantità di gas o elettricità necessaria per queste funzioni. Questo non solo abbassa le bollette energetiche, ma può anche fare risparmiare una somma significativa nel lungo termine.
L’uso dell’energia solare riduce poi anche la nostra dipendenza dai combustibili fossili e, di conseguenza, le emissioni di gas serra. Ogni kWh di energia termica prodotta da un impianto solare termico riduce le emissioni di CO2 rispetto all’uso di fonti energetiche convenzionali.
Inoltre un impianto solare termico può aumentare il valore della casa, in quanto, con la crescente domanda di case energeticamente efficienti, gli acquirenti potrebbero essere disposti a pagare di più per le case dotate di tali sistemi.
Un impianto solare termico può dare una maggiore indipendenza energetica che permette di essere meno soggetti alle fluttuazioni dei prezzi dell’energia e di non doversi preoccupare di esaurire il gas o l’elettricità durante i picchi di domanda. Questo può essere un grande vantaggio, soprattutto in aree remote o durante i blackout.
In molti paesi, inoltre, ci sono incentivi fiscali e sovvenzioni disponibili per l’installazione di impianti solari termici. Questi possono ridurre notevolmente il costo iniziale dell’installazione e rendere l’investimento ancora più attraente.
I sistemi solari termici, infine, sono noti per la loro lunga durata e richiedono una manutenzione minima. Una volta installato, un sistema può durare per decenni con poche o nessuna riparazione, a condizione che venga eseguita una manutenzione regolare di base.
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