Il teleriscaldamento solare (SDH) immette nelle reti di teleriscaldamento il calore prodotto da grandi campi di collettori a terra. Gli impianti vanno da circa 1 MWth fino al campo di Silkeborg, in Danimarca, da 110 MWth, i cui 156.694 m² di collettori piani coprono circa il 20% del fabbisogno annuo di calore di 21.000 clienti allacciati. Abbinato all'accumulo stagionale in bacino, consente frazioni solari del 40–50%.
Come funziona il teleriscaldamento solare?
Un impianto di teleriscaldamento solare è un impianto solare termico portato alla scala delle grandi aziende di servizi energetici: file di collettori piani di grande formato, di solito installati a terra su terreni economici ai margini della città, riscaldano un circuito a glicole o ad acqua che cede il calore alla rete di teleriscaldamento tramite scambiatori a piastre. Un accumulo a serbatoio o a bacino compensa lo scarto tra il mezzogiorno solare e la domanda serale. L'economia si fonda sulla scala: i campi di collettori acquistati a ettari costano al metro quadro una frazione degli impianti su tetto, il che rende l'SDH il modo più economico di produrre calore solare per megawattora. Per convenzione, i campi di collettori installati si considerano con una potenza di 0,7 kWth per m² di area di apertura, per cui un campo da 10.000 m² è un impianto da 7 MWth.
Quanto sono grandi gli impianti di teleriscaldamento solare?
La gamma è enorme: dagli impianti di piccoli paesi, con poche migliaia di metri quadrati ai campi che riscaldano intere città.
| Impianto | Area dei collettori | Potenza | Dato di rilievo |
|---|---|---|---|
| Silkeborg, Danimarca (2016) | 156.694 m² | 110 MWth | Il più grande al mondo; ~20% del fabbisogno per 21.000 clienti |
| Vojens, Danimarca (2015) | ~71.000 m² | ~50 MWth | Bacino di accumulo stagionale da 203.000 m³ |
| Tipico impianto di una città danese | 5.000–20.000 m² | 3,5–14 MWth | Spesso di proprietà dell'azienda di servizi o dei consumatori |
Il campo di Silkeborg fornisce circa 80.000 MWh di calore all'anno ed è stato realizzato in soli sette mesi: una prova di quanto sia diventata industrializzata la costruzione dei grandi campi.
Che ruolo ha l'accumulo stagionale?
L'accumulo stagionale trasforma l'SDH da contributore estivo in fornitore per tutto l'anno. Senza di esso, un impianto dimensionato sulla domanda estiva raggiunge una frazione solare di circa il 20% del calore annuo della rete; più collettori produrrebbero soltanto un surplus estivo inutilizzabile. Un accumulo termico a bacino — una vasca d'acqua scavata e impermeabilizzata, con un coperchio isolato galleggiante — immagazzina quel surplus per l'inverno. A Vojens un bacino da 203.000 m³, tra i più grandi al mondo, porta la quota solare a circa il 45% del consumo annuo di teleriscaldamento della città. All'interno del bacino la stratificazione termica viene preservata di proposito: carica e scarica attraverso diffusori mantengono gli strati caldi in alto, esattamente come in un accumulo domestico, ma 100.000 volte più grande.
Perché la Danimarca è leader nel teleriscaldamento solare?
La Danimarca riunisce tutti gli ingredienti: il teleriscaldamento serve già la maggior parte delle abitazioni, le elevate imposte sui combustibili fossili premiano le fonti di calore a costo di combustibile zero e le reti sono tipicamente di proprietà dei comuni o di cooperative di consumatori che accettano orizzonti di investimento di 25 anni. Il risultato sono più di 100 impianti solari connessi alle reti danesi, una densità che nessun altro Paese eguaglia, e la prova che l'SDH funziona a una latitudine di 55° con un'irradiazione annua molto inferiore a quella dell'Europa meridionale. Germania, Austria, Paesi Bassi, Polonia e Cina hanno seguito l'esempio con parchi impianti in crescita, sempre più spesso in combinazione con grandi pompe di calore nelle moderne reti a bassa temperatura.
Il calore solare può competere sul prezzo nelle reti di teleriscaldamento?
Su grande scala, sì: il costo di produzione del calore solare è dominato dal capitale, non dal combustibile, quindi il prezzo è bloccato per tutta la vita dell'impianto e immune ai mercati del gas e al prezzo del carbonio. La durabilità dei collettori sostiene questi orizzonti: i collettori piani di qualità sono costruiti per la durata utile di 25 anni che un investitore del teleriscaldamento mette a bilancio — Solimpeks produce collettori a Konya dal 2001 e serve clienti in oltre 96 Paesi. Nelle reti, i campi solari si abbinano naturalmente a pompe di calore e cogenerazione: il solare copre interamente il carico estivo, permettendo agli altri generatori di fermarsi per mesi, e l'accumulo riduce i picchi invernali.
Domande frequenti
Quale temperatura fornisce un impianto di teleriscaldamento solare?
Tipicamente 70–95 °C nella linea di mandata della rete, in base al regime di esercizio della rete. Le moderne reti a bassa temperatura, che funzionano a 60–70 °C, aumentano ulteriormente il rendimento dei collettori, dato che i collettori rendono di più quanto più bassa è la loro temperatura di esercizio.
Di quanto terreno ha bisogno un campo di teleriscaldamento solare?
Circa 2–3 m² di terreno per ogni m² di collettore, includendo interasse tra le file, accessi e sottostazione. Un campo di collettori da 10.000 m² occupa quindi circa 2–3 ettari: una delle ragioni per cui gli impianti sorgono su terreni agricoli ai margini della città.
Il teleriscaldamento solare funziona nei climi nordici nuvolosi?
La Danimarca ne è la prova: più di 100 impianti operano a latitudini di 55–57°. I grandi campi sfruttano bene la radiazione diffusa e i tipici campi danesi forniscono circa 400 kWh di calore per m² di collettore all'anno: una produzione bancabile, non uno scenario ottimistico.
Il teleriscaldamento solare è solo per le grandi città?
No: la maggior parte degli impianti danesi serve città e paesi di poche migliaia di abitanti. Il modello funziona anche in scala ridotta, con poche migliaia di metri quadrati di collettori che alimentano una rete locale, spesso di proprietà degli stessi consumatori.