tecnologia collettori solari

Il collettore solare (detto anche pannello solare termico) è un dispositivo atto alla conversione della radiazione solare in energia termica e al suo trasferimento, per esempio, verso un accumulatore per un uso successivo, da non confondere con il pannello fotovoltaico; questa tecnologia, cioè l'insieme dei componenti che oltre al pannello solare costituiscono l'impianto, viene detta nel suo complesso solare termico.

Solare termico indica un sistema in grado di trasformare l’energia irradiata dal sole in energia termica, ossia calore, che può essere utilizzato negli usi quotidiani, quali ad esempio il riscaldamento dell’acqua per i servizi o il riscaldamento degli ambienti. Nel caso si utilizzi il calore del Sole per produrre corrente tramite l'evaporazione di fluidi vettori che alimentano turbine collegate ad alternatori si parla di solare termodinamico.

 



Gli impianti solari termici sono i dispositivi che permettono di catturare l'energia solare, immagazzinarla e usarla nelle maniere più svariate.


Gli impianti si distinguono in:

  • impianti a basse temperature (fino a 120°C)
  • impianti a medie temperature(ca. 500°C)
  • impianti ad alte temperature (ca. 1000°C) che trovano applicazione soprattutto nei grossi impianti industriali

Principali applicazioni impianti a basse temperature
Le principali applicazioni degli impianti a bassa temperatura sono:

  • riscaldamento dell'acqua sanitaria ad uso domestico, alberghiero, ospedaliero
  • riscaldamento acqua delle docce (es. stabilimenti balneari, campeggi ...)
  • riscaldamento degli ambienti domestici
  • riscaldamento dell'acqua per processi a bassa temperatura
  • essiccazione di prodotti agro-alimentari
  • rinfrescamento degli ambienti

 



Collettori solari
Il "collettore solare" è il dispositivo base su cui si basa questa tecnologia. I collettori sono attraversati da un fluido termovettore incanalato in un circuito solare che lo porterà ad un accumulatore. L'accumulatore ha la funzione di immagazzinare più energia termica possibile al fine di poterla usare successivamente al momento del bisogno.
Nel caso della circolazione naturale a termosifone, per far circolare il fluido vettore nel sistema solare, si sfrutta la convezione. Il liquido vettore riscaldandosi nel pannello solare si dilata e galleggia rispetto a quello più freddo presente nello scambiatore del serbatoio di accumulo spostandosi, quindi, nello scambiatore posto più alto rispetto al pannello solare cedendo il suo calore all'acqua sanitaria del secondario . Questa tipologia è più semplice ed economica di quella a circolazione forzata. Non esiste consumo elettrico dovuto alla pompa di circolazione e alla centralina solare differenziale presente nel sistema a circolazione forzata. Il fluido vettore usato nel circuito primario è glicole propilenico atossico (comunemente conosciuto come antigelo) miscelato con acqua in una percentuale tale da garantire una adeguata resistenza al gelo. Il serbatoio viene disposto ad un'altezza maggiore di quella dei pannelli solari a cui è collegato e per ragioni estetiche è del tipo orizzontale ad intercapedine. La disposizione più funzionale sarebbe verticale per favorire la stratificazione del calore accumulato ma sarebbe decisamente antiestetica. La circolazione naturale, rispetto a quella forzata, risulta essere più sensibile alle perdite di carico del circuito primario e vengono, quindi, realizzati sistemi kit compatti ove il serbatoio di accumulo è sito molto vicino al pannello solare. Il serbatoio di accumulo coibentato è posto all'esterno e si ha comunque una inevitabile dispersione termica del calore raccolto ed è poco adottato in regioni fredde e nevose quali quelle montane. Un impianto a circolazione naturale con serbatoio esterno è adatto in regioni con temperature notturne non rigide. Attualmente viene fatta molta attenzione all'impatto visivo di tali sistemi colorando i serbatoi di color tegola oppure disponendoli direttamente a terra.

Nel caso di Circolazione Forzata, la circolazione del liquido avviene con l'aiuto di pompe solo quando nei pannelli il fluido vettore si trova ad una temperatura più elevata rispetto a quella dell'acqua contenuta nei serbatoi di accumulo. Per regolare la circolazione ci si avvale di sensori che confrontano la temperatura del fluido vettore nel collettore con quella nel serbatoio di accumulo (termocoppia). In tali impianti ci sono meno vincoli per l'ubicazione dei serbatoi di accumulo. La maggiore velocità del fluido vettore permette un maggiore scambio termico e quindi il rendimento del pannello è leggermente superiore, anche perché si possono utilizzare proficuamente tecnologie e materiali il cui costo non sarebbe giustificato in un impianto a circolazione naturale per i motivi sopra descritti. Normalmente, il circuito idraulico collegato al pannello è chiuso e separato da quello dell'acqua che riscalda, posizionando una serpentina nel serbatoio come scambiatore di calore. Le serpentine possono anche essere due nel caso si voglia anche preriscaldare il fluido dell'impianto di riscaldamento tramite l'acqua del serbatoio. Si può anche integrare una resistenza elettrica per riscaldare l'acqua in caso di insufficiente o assente (nelle ore notturne) irradiazione solare.

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