La tecnologia per l'utilizzo
termico dell'energia solare ha raggiunto maturità ed
affidabilità tali da farla rientrare tra i modi più
razionali e puliti per scaldare l'acqua o l'aria
per scopi domestici e produttivi. La radiazione
solare, nonostante la sua scarsa densità (che raggiunge
1kW/m² solo nelle giornate di cielo sereno), resta la
fonte
energetica
più abbondante e pulita sulla superficie terrestre. Il
rendimento dei pannelli solari è aumentato di un buon 30%
nell'ultimo decennio, rendendo più
competitive
le applicazioni
nell'edilizia, nel terziario e nell'agricoltura.
L'applicazione più comune è il collettore solare termico per scaldare acqua sanitaria;
a seconda
delle prestazioni e
delle condizioni climatiche,
un metro quadrato
di collettore solare può scaldare in
un giorno
tra i 40 ed i
300 litri d'acqua fin oltre 60 °C.
Nel mondo sono
installati oltre 30 milioni di metri quadri di pannelli
solari, di cui 3 milioni nell'Unione Europea. In Italia si
installano circa
25.000 m² di pannelli
solari ogni anno, ma
sono certamente pochi rispetto a
paesi più piccoli (per esempio l'Austria) ma più sensibili
a questioni economico ambientali. Oggi
in Italia
il parco del solare termico
è di circa
350.000 m² per impieghi domestici,
piscine ed
impianti per attività prevalentemente estive;
tuttavia sono in crescita anche impieghi nei settori dell'industria
e dell'agricoltura (essiccazione
di prodotti alimentari).
I collettori solari sono
sostanzialmente di due tipi:
ad acqua e
ad aria. I primi sono più
adatti alla produzione dell'acqua calda al riscaldamento
di liquidi in generale:
ad esempio possono fornire fino al 100% delle necessità
termiche delle piscine, e sono molto semplici da
installare. Invece i
secondi sono più convenienti per climatizzare gli
ambienti, perché riscaldano
direttamente
l'aria da immettere
nell'ambiente (senza bisogno di scambiatori di calore
intermedi) e presentano maggiore efficienza (basti pensare
che, di solito, con un sistema ad acqua, per riscaldare un
ambiente a 20÷22 °C, occorre portare l'acqua almeno a
60÷70 °C).
Il principio di
funzionamento
è pressoché lo stesso,
sia per i collettori ad acqua sia per quelli ad aria, ma i
parametri del dimensionamento cambiano, in quanto l'aria
scambia calore con maggiore difficoltà dell'acqua. In tal
caso l'aria deve restare più a lungo all'interno del
collettore, e per questo motivo se ne rallenta il flusso
facendola transitare dentro un percorso più tortuoso. Per
il resto, tutti i collettori sono dotati di una piastra
captante, di una o più coperture trasparenti, e
dell'isolamento termico.
I principali tipi di collettore sono:
-
vetrati piani (molto comuni, di costo medio, versatili);
-
non
vetrati (solo per uso estivo, generalmente piscine o
impianti balneari, molto economici);
-
sottovuoto (ad alta efficienza, più costosi, ma ben
utilizzabili tutto l’arco dell’anno);
-
ad
accumulo integrato (ben utilizzabili in zone a clima
mite, abbassano i costi dell’impianto).
Con i collettori solari si
costruiscono sistemi di riscaldamento che si classificano
in chiusi o aperti. I primi fanno scorrere il fluido
riscaldato dal sole dentro uno scambiatore di calore che
per conduzione
trasferisce il calore
ad un fluido esterno. I secondi invece scaldano
direttamente l’acqua o l’aria che interessa portare ad una
temperatura maggiore.
I sistemi
si classificano
anche come attivi o passivi: i primi includono, oltre alla
piastra captante, anche elementi di circolazione e
controllo dei fluidi; i secondi sfruttano anche elementi
architettonici specifici per immagazzinare l’energia del
sole.
La novità qui segnalata
prevede, in aggiunta, una copertura scorrevole con
azionamento automatico intelligente, che estende la durata
del pannello e ne accresce l'efficienza, mantenendo meglio
il calore accumulato durante le ore più calde, e quindi
allungando sensibilmente il rendimento della giornata.