Meno di quanto la maggior parte delle persone tema. Un collettore esposto esattamente a sud con un'inclinazione di 30–50° è l'ottimo annuale, ma qualsiasi orientamento entro 45° dal sud perde solo il 5–8% della resa, e un tetto esposto esattamente a est o a ovest fornisce comunque il 75–80%. L'inclinazione regola soprattutto l'equilibrio stagionale: un collettore più ripido, a 45–55°, rinuncia a un surplus estivo inutilizzabile in cambio di calore invernale utilizzabile.
Quali sono l'orientamento e l'inclinazione ottimali per un collettore solare?
Esattamente a sud nell'emisfero boreale, con un'inclinazione circa uguale alla latitudine del sito: 30–40° nell'Europa meridionale, 40–50° nel Regno Unito, in Germania e in Polonia. È l'ottimo per la resa annuale. Per l'acqua calda raramente è l'ottimo che si desidera davvero: poiché il fabbisogno di acqua calda sanitaria è costante tutto l'anno mentre l'irradiazione non lo è, un'inclinazione maggiore dell'ottimo annuale rinuncia a un surplus estivo inutilizzabile in cambio di calore invernale utile.
Quanto si perde con l'esposizione a est o a ovest?
Molto meno di quanto la maggior parte dei proprietari si aspetti. La resa diminuisce solo gradualmente man mano che il collettore si allontana dal sud, quindi i primi 30° non costano quasi nulla.
| Orientamento | Scostamento dal sud | Resa annuale tipica |
|---|---|---|
| Sud | 0° | 100% |
| SSE / SSO | 22° | 97–99% |
| Sud-est / sud-ovest | 45° | 92–95% |
| ESE / OSO | 67° | 84–88% |
| Esattamente a est / a ovest | 90° | 75–80% |
L'inclinazione è ancora più tollerante: qualsiasi valore compreso tra 20° e 60° resta entro circa il 10% dell'ottimo nell'Europa centrale. Un normale tetto a falda da 35–45° è abbastanza vicino da far sì che un supporto inclinato non ripaghi quasi mai il proprio costo.
Perché l'inclinazione migliore per l'acqua calda è più ripida che per il fotovoltaico?
Perché le due tecnologie ottimizzano cose diverse. Il fotovoltaico immette in rete o compensa tutto ciò che produce, quindi più chilowattora annuali sono sempre meglio e vince l'ottimo annuale. Il solare termico può cedere calore solo a un accumulo, che a luglio è già caldo, quindi un collettore più ripido, 45–55° nell'Europa centrale, aumenta la frazione solare anche se intercetta meno radiazione totale nell'arco dell'anno.
La maggiore inclinazione ha due effetti collaterali utili. Smaltisce la neve più in fretta e riduce il surriscaldamento estivo aumentando l'angolo di incidenza a luglio, il che diminuisce il numero di eventi di stagnazione che il fluido deve sopportare.
Per un impianto solare combinato che contribuisce al riscaldamento degli ambienti, si scelga un'inclinazione ancora maggiore, 55–70°, o addirittura un montaggio verticale in facciata, per far corrispondere l'angolo del sole invernale al fabbisogno invernale.
L'ombreggiamento conta più dell'orientamento?
Sì, e non c'è paragone. Un camino, un abbaino o una singola conifera che ombreggia parte del campo tra le 10:00 e le 14:00 costa più resa che ruotare l'intero campo di 45° rispetto al sud. Un collettore termico ombreggiato perde grosso modo in proporzione alla superficie ombreggiata, in modo più graduale di una stringa fotovoltaica, che può crollare per una sola cella in ombra, ma la perde nel mezzo della giornata, quando il collettore dovrebbe svolgere la maggior parte del proprio lavoro.
Rilevi l'ombreggiamento prima di discutere dell'inclinazione. Il pieno inverno, quando il sole è più basso, è il momento in cui un rilievo dell'ombreggiamento dice la verità.
E i tetti piani, le pareti e il montaggio a terra?
Funzionano tutti e tre. Su un tetto piano i collettori vanno su supporti inclinati a 30–45°, con file distanziate di 2–2,5 volte l'altezza del collettore per non farsi ombra a vicenda in inverno, e con zavorre o fissaggi specificati per la zona di vento locale; il vantaggio compensativo del tetto piano è che si può scegliere un orientamento perfetto, cosa che un tetto a falda non offre mai.
Il montaggio a parete a 90° è un'opzione concreta alle latitudini settentrionali per i sistemi di riscaldamento degli ambienti ed elimina del tutto i passaggi nel tetto. Il montaggio a terra elimina ogni questione di accesso e di carico al prezzo di percorsi di tubazione più lunghi, e ogni metro in più di tubazione primaria perde calore due volte al giorno.
Un campo diviso tra est e ovest, metà dei collettori su ciascuna falda, rinuncia a circa il 20% della resa annuale ma raddoppia la superficie utilizzabile e appiattisce la curva giornaliera, il che si adatta a una famiglia che preleva acqua calda mattina e sera anziché a mezzogiorno. Solimpeks esporta collettori in oltre 96 Paesi. Dove una sola falda non può ospitare la superficie richiesta, il campo diviso è la risposta giusta.
Domande frequenti
I pannelli solari termici richiedono un tetto esposto a sud?
No. Entro 45° dal sud la perdita annuale è solo del 5–8%, e persino un tetto esposto esattamente a est o a ovest fornisce il 75–80% della resa di uno esposto a sud. L'ombreggiamento e la superficie dei collettori contano molto più dell'esatta direzione della bussola.
Con quale angolo vanno installati i pannelli del solare termico per ACS?
Circa la latitudine del sito per la massima resa annuale: 30–40° nell'Europa meridionale e 40–50° più a nord. Per la sola acqua calda, 5–10° in più aumentano la frazione solare utile spostando la produzione fuori dal picco estivo sprecato.
I collettori solari possono essere montati in piano o in orizzontale?
È possibile ma è una cattiva pratica. Un collettore orizzontale raccoglie sporco e acqua stagnante, scarica male e perde molto in inverno quando il sole è basso. Mantenga almeno 15–20° di inclinazione in qualsiasi installazione permanente.
Conviene un campo diviso tra est e ovest?
Sì, quando una sola falda non può ospitare la superficie richiesta. La divisione costa circa il 20% della resa annuale ma raddoppia lo spazio disponibile e produce una curva di resa giornaliera più piatta, adatta alle famiglie che prelevano acqua calda al mattino e alla sera.
Quanto costa l'ombreggiamento in termini di resa?
Molto più dell'orientamento. L'ombreggiamento nel mezzo della giornata elimina le ore in cui il collettore produce la maggior parte del calore, quindi l'ombra di un camino può pesare più della rotazione dell'intero campo di 45° rispetto al sud. Rilevi sempre l'ombreggiamento in pieno inverno.