L'energia solare è la fonte primaria di energia sulla Terra,
essa è l'energia radiante emessa dal Sole a partire dalle
reazioni termonucleari di fusione che avvengono nel nucleo
solare, che producono radiazioni elettromagnetiche.
IL 76% del mercato è da
attribuire alla Cina,
mentre il secondo posto spetta
all’ Europa;
altri paesi come USA e
Turchia, hanno appena
iniziato a sfruttare il
potenziale energetico del
solare termico.
I vantaggi:
 permettono di riscaldare l'acqua sanitaria per l'uso quotidiano
senza utilizzare gas o elettricità.
Si basano su un principio molto semplice: trasformare i raggi
provenienti dal Sole in calore per il riscaldamento o la
produzione di acqua calda che può arrivare fino a 70° in estate,
ben al di sopra dei normali 40°-45° necessari per una doccia.
 Non ci sono emissioni di CO2 , pertanto si evita l’ emissione
dei gas effetto serra;
 Rappresentano il modo più efficiente ed economico per
utilizzare energia rinnovabile;
 È una tecnologia affidabile, non necessitano di molta
manutenzione e hanno un assorbimento energetico molto
basso;
 Hanno una fonte di energia sempre disponibile e
contribuisce al risparmio delle altre fonti convenzionali (gas,
petrolio, ecc…).
 Sono composti dal pannello(in vetro) che






assorbe e trattiene l'energia solare;
Hanno un serbatoio di accumulo dell'acqua (o
dell'aria);
Si utilizzano in ogni stagione e per periodi
lunghi;
Sono resistenti e adatti ad integrare l'impianto di
riscaldamento;
I più semplici sono costituiti da un monoblocco
con serbatoio e collettore insieme;
Sono realizzati con tecnologie avanzate e
complesse(per questo hanno un costo superiore
rispetto ai pannelli non vetrati);
Sono adatti in giardino o su terrazzi.
 Sono pannelli molto validi ma costosi e





tecnologicamente sofisticati;
Utilizzano le proprietà isolanti del sottovuoto
riducendo le perdite di calore;
Sono formati da tubi di vetro che contengono
elementi assorbitori di calore;
Hanno una pressione interna molto ridotta per
limitare il passaggio di calore da parte
dell'assorbitore;
Sono adatti alla produzione di acqua calda
sanitaria per edifici residenziali
Garantiscono efficienza e un ottimo rendimento
tutto l'anno a qualunque temperatura.
 Sono senza vetro;
 Sono utilizzati prevalentemente in estate
per scaldare piscine scoperte, nei
campeggi, ecc;
 L'acqua viene canalizzata direttamente
nei tubi del pannello dove diventa
pronta all'utilizzo;
 Si tratta di pannelli molto economici ma
necessitano di una temperatura di
almeno 20°C.
 Non sono molto efficienti;
 Sono semplici da installare.
 Vengono utilizzati spesso per integrare il
riscaldamento;
 In questo caso a circolare all'interno del
pannello non è l'acqua bensì aria, che
passa attraverso un intercapedine
all'interno del quale viene riscaldata dal
sole e fatta entrare nell'abitazione tramite
condotti;
 Hanno una durata maggiore e riscaldano
in tempi brevi.
Il numero dei pannelli è determinato da:
 esigenze dell'utenza;
 dal clima del luogo;
Un pannello termico della dimensione di un m2 riesce a
soddisfare in media 80-130 litri d'acqua calda al giorno alla
temperatura media di 40° (Il consumo medio di acqua calda per
persona è di circa 30-50 litri). Pertanto un metro quadro di
pannello dovrebbe soddisfare le esigenze d'acqua calda di 1-2
persone.
Il principio su cui si basano i pannelli solari è
semplice:
il calore fornito dall'irraggiamento solare viene
immagazzinato e trasmesso ad un fluido, aria o
acqua, detto termo vettore che trasporta appunto il
calore e che viene utilizzato per il riscaldamento di
un ambiente o per produrre acqua calda.
L'impianto solare è costituito da tre parti
fondamentali:
 Il pannello solare in cui è presente un assorbitore
di calore;
 Il collettore (simile ad un radiatore,) per mezzo del
quale il calore assorbito dal sole viene trasferito
all'acqua del serbatoio ;
 Il serbatoio di accumulo dell'acqua calda;
 Collegamenti idraulici ed elettrici.
Sfruttano le differenze di
densità tra il fluido
termovettore caldo e quello
freddo:
se viene scaldato dal sole
questo tende ad andare verso
l’alto perché la densità
diminuisce, passa nel
serbatoio collocato sopra il
serbatoio trasferendovi calore
per poi tornare nel collettore
attraverso tubazioni di
ritorno.
Si tratta di un sistema a
circuito chiuso, in cui il
posizionamento dei
collettori è completamente
svincolato da quello dei
serbatoi e la circolazione del
fluido termovettore è
assicurata dalla presenza di
una pompa (circolazione
forzata).
Tubazioni
Assorbitore
Valvole di
sicurezza
Pompa
 RUOLO
 FUNZIONAMENTO
 ALTRE CARATTERISTICHE
Il collettore è la forza motrice
dell'impianto solare perchè è
il mezzo con cui il fluido
termovettore passa e viene
riscaldato (tramite
irraggiamento solare) e
trasferito tramite il circuito in
un serbatoio di accumulo.
I collettori si distinguono per
prestazioni,costi, costruzioni
ed efficienza (relazione tra
energia prodotta sottoforma
di calore in uscita e quella in
entrata per irraggiamento).
 Capacità termica→




comportamento del collettore
quando si riscalda e si raffredda;
temperatura di
stagnazione→insolazione
costante che produce un
equilibrio tra captazione
energetica e perdite di calore;
superficie lorda;
superficie di apertura;
superficie assorbitore.
I collettori si differenziano per numerose caratteristiche:
 struttura e copertura assorbitori;
 circuitazione idraulica e perdite di carico;
 connessione,spessore e qualità dell’isolamento e del
telaio;
 coperture guarnizioni e assemblaggio sistemi;
 aspetto estetico e durata in esercizio.
Assorbitore protetto da
materiali isolanti(vetro a
bassa riflessione,
temprato e trasparente)
cornici in zinco o alluminio
telai in plastica zinco o
acciaio.In Italia sono i più
usati.
I riflettori hanno la funzione di
indirizzare una parte delle
radiazioni verso l’assorbitore
tramite riflessione(per le
radizioni
che altrimenti non colpirebbero
l’assorbitore). Ne esistono di due
tipi:
Riflettore artificiale in 3D
 Naturali;
 Artificiali.
Riflettore naturale
I riflettori naturali sono le nubi bianche nel cielo,
acqua o aree di ghiaino bianco davanti al pannello.
I riflettori artificiali sono piani o leggermente incurvati,
sono posti sotto l'assorbitore e sono fatti da materiali
lisci che respingono la sporcizia.
L’assorbitore il mezzo in cui
avviene la conversione
dell’energia luminosa del sole
in calore. Il fluido termovettore
circola nei canali dell’assorbitore e
trasporta il calore generato nel
Serbatoio di accumulo.
L’efficienza dell’assorbitore
dipende dalla capacità di
trasmissione di calore che può
dare al fluido termovettore.
 Acciaio e acciaio
inossidabile;
 Alluminio;
 Rame.
Assorbitore in rame
 Assorbitori a
serpentino;
 Assorbitori a tubo
parallelo;
 Assorbitori nel quale il
flusso passa su tutta la
superficie.
In passato come strati assorbenti degli assorbitori si usavano
vernici neri (per la grande capacità del colore di assorbire
radiazioni a diverse lunghezze d’onda), oggi è più vantaggioso
usare le “pellicole selettive” perché riducendo l’emissioni delle
lunghezze d’onda delle radiazioni termiche riducono anche le
perdite termiche migliorandone l’efficienza.
I fluidi termovettori devono soddisfare i seguenti criteri:
 Resistere fino alle massime temperature di stagnazione;
 Garantire una protezione antigelo;
 Garantire una protezione anticorrosione;
 Non essere tossici;
 Non essere eccessivamente viscosi per non sovraccaricare le
pompe;
 Essere facilmente reperibili sul mercato ed avere un costo
ridotto.
I criteri prima indicati vengono
adeguatamente soddisfatti da
una miscela di acqua e glicole
(al 40% è sufficiente). A
questa percentuale l’impianto
funziona fino a –24°.
Con una superiore il glicole
diventerebbe troppo viscoso.
I serbatoi di accumulo sono la “pila
di calore” che separa il circuito primario
(collettore-accumulatore) da quello
secondario (accumulatore-utenza).
Poiché i periodi di captazione non
coincidono di solito con quelli di
consumo, l’accumulo di calore è
indispensabile, praticamente in tutti gli
impianti termici solari.
Il pannello montato a
terra offre un notevole
risparmio e permette di
sfruttare l'area
sottostante il collettore,
tuttavia occorre non
sottovalutare il rischio di
danneggiamento.
La struttura di supporto per il
pannello solare viene fissata sulla
struttura di sostegno del tetto
mediante staffe e tiranti. I collettori
vengono poi fissati sulla struttura di
sopporto per permettere il
distanziamento dal tetto stesso. Il
lavoro che questo tipo di montaggio
comporta è meno complesso e
quindi più economico, inoltre in
caso di danneggiamenti i pannelli
possono essere sostituiti facilmente.
Per realizzare installazioni coerenti
è necessario montare il pannello
con relativa inclinazione più
opportuna. Ad esempio nei casi dei
tetti inclinati a 22 gradi e rivolti
verso sud la perdita di rendimento
rispetto ad una inclinazione di 45
gradi è minima. I pannelli su tetto
possono essere montati oltre che su
tetti inclinati, a incasso e su tetto
piano.
Nei serbatoi solari le temperature raggiungono i 30-50
gradi:
 se l’ acqua sanitaria resta esposta a tali temperature
per più di un giorno i batteri si riproducono in
quantità estreme
(la legionella è un batterio che nell’ acqua si riproduce
rapidamente a determinate temperature).
 Riscaldamento dell’acqua sanitaria ad uso domestico,
alberghiero, ospedaliero;
 Riscaldamento dell’acqua ad uso industriale o agro-alimentare;
 Riscaldamento acqua delle docce (esp. Stabililimenti balneari,
campeggi ...);
 Riscaldamento degli ambienti domestici (diretto o tramite
pompa di calore, pannelli radianti a pavimento o a parete).
 Riscaldamento di acqua per piscine.
La variabilità della domanda di energia nel corso dell’anno, in
opposizione con la disponibilità di energia solare ha spinto allo
sviluppo dei cosiddetti sistemi combinati. Si tratta di impianti
solari combinati che riscaldano l’acqua per usi sanitari e
forniscono anche un contributo importante al riscaldamento degli
ambienti. Tali sistemi si avvalgono di ampie superfici di
captazione e utilizzano sistemi di accumulo dotati di elevato
isolamento.
 Detrazione fiscale del 55% sulla riduzione delle dispersioni
termiche;
 Detrazione fiscale del 55% sulla costruzione di pannelli solari
termici;
 Introduzione (su scelta dei comuni) di un aliquota al 4 per mille
per chi installa impianti energetici da fonte rinnovabile;
 Possibilità di ripartizione della detrazione dai 3 ai 10 anni.
 Occorre essere a conoscenza dell’ estensione della superficie
collettore;
 Rapporto tra calore captato e trasferito all’impianto
convenzionale e l’energia solare giunta sulla superficie del
collettore (non vengono prese in considerazione le perdite nelle
tubazioni esterne, nel serbatoio di accumulo, ecc …).
 I pannelli solari termici non sono un sostituto della caldaia ma
un sistema complementare per ridurre il consumo di gas;
 È necessario integrare il solare collegandolo all'impianto termico
esistente (soprattutto se si ha già una caldaia a gas a controllo
elettronico);
 In molti casi è possibile collegare in serie il pannello solare e la
caldaia in modo da far lavorare di meno quest'ultima e
risparmiare sul consumo di gas;
 Integrare i due impianti vuol dire risparmiare mediamente il
50% sul consumo del gas e migliorare il funzionamento dei
pannelli.
Risp.
energetico
ELETTRICO
METANO
Risp.
economico
2.800
450 €/anno
kWh/anno
350
m3/anno
250 €/anno
Incentivo
IRPEF +
fin. del
30%
Riduzione
CO2
Senza
incentivi
Incentivo
solo
IRPEF
1.960
kg/anno
8 anni
6 anni
4 anni
665
kg/anno
14 anni
9 anni
6 anni
 La moderna tecnologia ha permesso di spostare la vita
media di un impianto a 20 anni(25 utilizzando buoni
componenti):
 corretta progettazione conforme al consumo calcolato;
 evitare tempi troppo lunghi di fermo dell’ impianto;
 pianificazione dettagliata e un uso di materiali di alta
qualità(considerazione rapporto qualità/prezzo);
 supervisione attenta del progettista nella fase di
installazione.
 e quando piove?
 quando è nuvoloso?
 di notte?
L'acqua sanitaria riscaldata viene mantenuta in serbatoi coibentati
per garantire un'autonomia per molte ore.
I pannelli solari funzionano anche con poco sole, perché raccolgono calore sia
dai raggi solari diretti che dall'irraggiamento diffuso.
(Non si spiegherebbe altrimenti perché molti paesi europei con un livello di
insolazione molto inferiore all'Italia abbiano già investito nei pannelli solari
termici ...molto più del nostro paese del sole!).