Un impianto solare termico trasforma direttamente la luce solare in calore, in genere per l'acqua calda sanitaria, con collettori installati sul tetto, un circuito di circolazione e un accumulo isolato. I collettori convertono in calore utile il 60–70% della radiazione solare che li colpisce, circa il triplo del rendimento di conversione di un pannello fotovoltaico, e un impianto dimensionato correttamente copre il 50–70% del fabbisogno annuo di acqua calda di una famiglia.
Quali sono i componenti principali di un impianto solare termico?
Ogni impianto solare termico è costruito con gli stessi blocchi funzionali: un collettore che assorbe la luce solare, un circuito che trasporta il calore e un accumulo che lo conserva finché non si apre un rubinetto. In un impianto europeo a circolazione forzata (indiretto) questi blocchi sono i seguenti:
| Componente | Che cosa fa |
|---|---|
| Collettore solare (piano o a tubi sottovuoto) | Assorbe la radiazione solare e la trasferisce al fluido |
| Fluido termovettore | Porta il calore dal tetto all'accumulo; di solito una miscela di glicole e acqua |
| Gruppo di circolazione | Fa circolare il fluido, mostra pressione e portata, ospita le valvole di sicurezza |
| Centralina differenziale | Fa funzionare la pompa solo quando il collettore è più caldo dell'accumulo |
| Bollitore a doppio serpentino | Accumula il calore; serpentino solare in basso, serpentino di integrazione in alto |
| Vaso di espansione | Assorbe la variazione di volume del fluido quando si scalda |
| Generatore di integrazione (caldaia, pompa di calore o resistenza elettrica) | Integra nei giorni bui |
La scelta del collettore tra le soluzioni a piano vetrato e a tubi sottovuoto cambia le prestazioni alle alte temperature, ma non l'architettura di base.
Come viaggia il calore dal tetto al rubinetto?
La luce solare riscalda una piastra assorbente dietro il vetro del collettore; un rivestimento selettivo impedisce al calore captato di irradiarsi di nuovo all'esterno. Quando la centralina rileva che il collettore è in genere più caldo di 6–8 K rispetto alla parte bassa dell'accumulo, avvia la pompa. Il fluido assorbe calore nell'assorbitore, lo cede attraverso il serpentino inferiore del bollitore e ritorna sul tetto. L'accumulo si scalda dal basso verso l'alto, preservando la stratificazione, e il generatore di integrazione tratta solo la sezione superiore: ogni kilowattora solare sostituisce quindi direttamente energia acquistata. Quando si apre un rubinetto, l'acqua a pressione di rete esce dalla parte alta del bollitore; in un impianto indiretto il fluido solare non entra mai in contatto con l'acqua potabile.
Quanto è efficiente il solare termico rispetto al fotovoltaico?
Alle temperature dell'acqua calda sanitaria un buon collettore converte in calore il 60–70% dell'energia solare incidente, mentre un modulo fotovoltaico ne converte circa il 20% in elettricità. Questo divario dipende dalla fisica, non dalla maturità tecnologica: il calore è una forma di energia di qualità inferiore all'elettricità ed è quindi molto più facile da catturare. L'IEA Solar Heating & Cooling Programme riporta più di 500 GWth di capacità solare termica in esercizio nel mondo, per lo più destinata proprio a questo compito: scaldare l'acqua. Il confronto con il fotovoltaico ha più dimensioni del semplice rendimento, motivo per cui lo trattiamo a parte in fotovoltaico e solare termico.
Quali tipi di impianto solare termico esistono?
Due distinzioni definiscono l'albero genealogico. A circolazione forzata o passiva: gli impianti a circolazione forzata usano una centralina e un circolatore, mentre un sistema a circolazione naturale fa circolare il fluido per convezione naturale, con l'accumulo montato sopra il collettore: niente pompa, niente elettricità. A circuito diretto o indiretto: negli impianti diretti l'acqua sanitaria stessa viene scaldata nel collettore, in quelli indiretti si usa un circuito antigelo separato con scambiatore di calore; i pro e i contro sono trattati in riscaldamento solare dell'acqua: sistemi diretti e indiretti. I climi con inverni freddi usano quasi sempre soluzioni indirette a circolazione forzata o drain-back; i climi costieri senza gelo possono usare semplici sistemi diretti a circolazione naturale.
Quanta parte della sua acqua calda coprirà in realtà?
Un impianto dimensionato correttamente nell'Europa centrale fornisce il 50–70% del fabbisogno annuo di acqua calda: copertura quasi completa in estate, un utile preriscaldamento in inverno. I dati di prestazione certificati contano molto: i collettori provati secondo il Solar Keymark pubblicano valori di resa misurati in modo indipendente, così le dichiarazioni di copertura si possono verificare anziché accettare sulla fiducia. Solimpeks produce collettori a Konya dal 2001, ha la certificazione Solar Keymark su tutta la gamma di collettori Wunder e la certificazione SRCC OG-100 per alcuni modelli Wunder ALS; la ripartizione stagionale tra copertura estiva e invernale è esaminata in dettaglio in copertura solare in estate e in inverno.
Domande frequenti
Un impianto solare termico funziona nei giorni nuvolosi?
Sì, con resa ridotta. I collettori raccolgono sia la radiazione diffusa sia quella diretta, quindi anche i giorni coperti forniscono un preriscaldamento anziché niente. Il generatore di integrazione copre automaticamente la differenza, per cui la disponibilità di acqua calda non dipende mai dal tempo.
Il solare termico è la stessa cosa dei pannelli solari?
No. I collettori solari termici producono calore; i pannelli fotovoltaici (FV) producono elettricità. Sul tetto sembrano simili ma servono utenze diverse. I pannelli ibridi PVT riuniscono le due funzioni in un'unica unità.
Quanto dura un impianto solare termico?
I collettori di qualità funzionano abitualmente 20–25 anni o più (Solimpeks progetta i propri collettori per una vita utile di 20–25 anni). Pompa, centralina e fluido glicolato sono i componenti da manutenere, sostituiti con i normali intervalli di manutenzione e non insieme all'impianto.
Ho bisogno di un bollitore speciale per il solare?
Serve un bollitore con un serpentino solare dedicato nella parte inferiore, in genere un modello a doppio serpentino con riscaldamento di integrazione nella parte alta. In una riqualificazione, un bollitore standard a serpentino singolo può talvolta essere sostituito o integrato.