Solare termico

Il solare termico per l'acqua calda funziona in inverno e con il cielo coperto?

Risposta rapida

Sì. I collettori solari captano sia la radiazione diffusa sia quella diretta, quindi preriscaldano l'acqua anche con il cielo coperto. Nell'Europa centrale un mese invernale fornisce il 10–25% della resa di luglio (40–60% nei climi meridionali), per cui il ruolo dell'impianto passa dal coprire il fabbisogno al preriscaldarlo. La protezione antigelo con glicole o drain-back mantiene sicuro il circuito fino a −25 °C e oltre, e l'integrazione copre la differenza.

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Il solare termico per l'acqua calda funziona in inverno?

Sì: un impianto solare termico per ACS contribuisce tutti e dodici i mesi, perché i collettori trasformano in calore sia la radiazione diffusa del cielo sia il sole diretto. In un mese invernale dell'Europa centrale l'impianto fornisce in genere il 10–25% della produzione di luglio, e nei climi meridionali il 40–60%; il suo compito passa dal coprire il fabbisogno di acqua calda al preriscaldarla, con l'integrazione che completa. La radiazione diffusa non è una risorsa marginale: rappresenta circa metà dell'irradiazione solare annua in Germania (dati PVGIS/JRC), energia che un collettore ad assorbitore selettivo capta anche quando il sole non esce mai dalle nuvole.

Quanto calore producono i collettori nei giorni nuvolosi?

Anche un cielo coperto fornisce 100–300 W/m² di radiazione diffusa, da un decimo a un terzo del picco con cielo sereno. In queste condizioni il campo di collettori raramente raggiunge i 60 °C, ma porta in modo affidabile l'acqua di rete da 10 °C a 25–40 °C, e ogni grado di preriscaldamento è energia che la resistenza elettrica o la caldaia non devono acquistare. È anche il motivo per cui gli impianti sono progettati intorno a una frazione solare del 60–70% di copertura annua nell'Europa centrale e non del 100%: puntare alla copertura invernale totale impone un campo sovradimensionato per l'estate, che trascorre luglio in stagnazione, invecchiando fluido e componenti senza alcun beneficio.

Come resistono al gelo gli impianti solari termici per ACS?

La protezione antigelo è un problema tecnico risolto, con tre risposte standard:

Metodo di protezione antigeloCome funzionaDove si usa
Circuito chiuso a glicoleUna miscela del 35–45% di glicole propilenico (fluido solare) protegge fino a −25…−30 °CStandard per gli impianti a circolazione forzata in tutta Europa
Sistema drain-back (a svuotamento)Il fluido defluisce in un serbatoio interno ogni volta che la pompa si ferma: fuori non resta nulla che possa gelarePaesi Bassi, Belgio; in crescita altrove
Circolazione naturale indirettaCamicia chiusa a glicole attorno al serbatoio sul tettoKit a circolazione naturale (termosifone) nei climi a inverni miti

I sistemi diretti a circuito aperto senza antigelo sono adatti solo alle regioni prive di gelo. Qualunque metodo protegga l'impianto, il margine di protezione dal gelo va verificato ogni 2–3 anni nell'ambito della manutenzione ordinaria: si veda la checklist di manutenzione.

Quale tipo di collettore rende di più in inverno?

I collettori a tubi sottovuoto conservano più calore captato quando fuori gela, perché l'isolamento sottovuoto non disperde quasi nulla verso l'aria fredda: rendono il 20–30% in più per m² con freddo e sole basso. I collettori piani rispondono con un vantaggio pratico invernale: il vetro si scalda leggermente e scarica la neve, mentre la neve resta sulle superfici fredde dei tubi. Per la normale acqua calda sanitaria conta più il corretto dimensionamento che il tipo di collettore; il confronto completo è in collettori piani o a tubi sottovuoto.

Come si progetta un impianto per avere buone prestazioni invernali?

Tre leve progettuali aumentano la resa invernale senza compromettere il comportamento estivo. La prima è l'inclinazione: 45–60° si adatta al sole invernale basso molto meglio dei 20–30° che massimizzano la produzione estiva, e un vetro più inclinato scarica la neve. La seconda è un obiettivo di frazione solare realistico, 60–70% annuo nell'Europa centrale e 80–90% al sud, dimensionato per persona e per clima come illustrato in quanti collettori servono. La terza è un'integrazione ben fatta del generatore ausiliario: la centralina solare deve sempre dare priorità al solare, lasciando che la caldaia o la resistenza elettrica riscaldino solo la zona di riserva dell'accumulo. Solimpeks ha fornito impianti costruiti su queste regole in mercati che vanno dalla Scandinavia al Golfo, in oltre 96 paesi: le prestazioni invernali sono il risultato di un progetto, non una lotteria climatica.

Domande frequenti

I collettori solari funzionano quando sono coperti di neve?

Non quando sono completamente coperti, ma la luce attraversa la neve sottile, scalda l'assorbitore e ne favorisce lo scivolamento. I collettori molto inclinati (45–60°) si liberano da soli entro poche ore dalla fine della nevicata, e i collettori piani scaricano la neve più in fretta dei tubi sottovuoto.

Il collettore può gelare e rompersi con un gelo intenso?

Non in un impianto correttamente manutenuto. Una miscela del 35–45% di glicole propilenico protegge il circuito fino a −25 °C e oltre, e i sistemi drain-back non lasciano fluido all'esterno. Il vero rischio è un glicole trascurato la cui protezione antigelo si è degradata: lo si faccia controllare ogni 2–3 anni.

Devo spegnere l'impianto durante l'inverno?

No. L'impianto si protegge da solo: la centralina fa circolare il fluido solo quando c'è calore utile e la protezione antigelo è passiva. Spegnere non porta alcun vantaggio e fa perdere il preriscaldamento gratuito che i collettori forniscono in ogni giornata invernale luminosa.

In inverno la produzione solare basta per una doccia calda?

In una giornata invernale di sole, con un impianto ben dimensionato, spesso sì. Nelle giornate coperte il circuito solare preriscalda l'accumulo a 25–40 °C e l'integrazione completa il lavoro: si fa la stessa doccia acquistando energia solo per gli ultimi 20–30 gradi.

Fonti e approfondimenti

L'autore

Team Ingegneria di Solimpeks

Solare termico e ingegneria di sistema