Un pannello PVT scoperto (WISC) fornisce acqua a 10–40 °C, in genere solo 3–8 K sopra la temperatura di ingresso in un singolo passaggio, ed è per questo che alimenta il circuito sorgente di una pompa di calore anziché alimentare direttamente un bollitore per acqua calda. Un PVT isolato o vetrato raggiunge invece 50–70 °C, sacrificando parte della resa elettrica annuale per quella temperatura più alta.
A quale temperatura esce l'acqua da un pannello PVT?
Un pannello PVT scoperto fornisce in uscita 10–40 °C in normale funzionamento, e solo 3–8 K in più rispetto al fluido in ingresso. Le campagne di prova indipendenti registrano temperature in uscita comprese all'incirca tra 29 °C e 44 °C con un irraggiamento di 400–800 W/m², e il fluido può trovarsi al di sotto della temperatura dell'aria ambiente quando il pannello lavora come sorgente di una pompa di calore. È l'intento di progetto, non un difetto.
Il valore attorno a cui progettare non è quindi la temperatura in uscita, ma il salto di temperatura attraverso il pannello. Alla portata nominale usata per la maggior parte dei collettori ibridi PVT, circa 40–60 litri all'ora per m², il fluido guadagna solo pochi kelvin a ogni passaggio. Un accumulo raggiunge 45 °C perché il circolatore lo fa passare nel campo un centinaio di volte, non perché un solo passaggio attraverso l'assorbitore faccia tutto il lavoro.
Perché un pannello PVT scoperto lavora volutamente a bassa temperatura?
Perché l'elettricità vale di più per chilowattora dell'acqua tiepida. Il silicio cristallino perde lo 0,25–0,34% della potenza nominale per ogni grado a cui la cella si trova sopra i 25 °C: circa −0,34%/K per le celle mono PERC, −0,29%/K per TOPCon e −0,25%/K per HJT. Qualsiasi misura che spinga in alto la temperatura dell'acqua, come vetratura, isolamento o bassa portata, spinge in alto anche la temperatura delle celle, ed è la resa elettrica a pagarne il conto.
I collettori PVT scoperti sono classificati come WISC (wind and/or infrared sensitive collectors, collettori sensibili al vento e/o all'infrarosso) secondo la ISO 9806. Il termine ha sostituito «non vetrato» nel 2013 ed è quello che compare su un certificato Solar Keymark. Un pannello WISC scambia calore con il vento, l'aria ambiente e il cielo notturno oltre che con il sole, ed è proprio per questo che costituisce un'ottima sorgente per la pompa di calore. Continua a raccogliere energia dopo il tramonto, quando un collettore vetrato si è già raffreddato.
Quando un pannello PVT può raggiungere 50–70 °C?
Solo quando è isolato o vetrato, e soprattutto in estate. Aggiungere un isolamento posteriore e un'intercapedine d'aria coperta porta la fascia di uscita raggiungibile a 50–70 °C, abbastanza per caricare direttamente un bollitore. Il prezzo è una minore resa elettrica annuale e una temperatura di stagnazione molto più alta. Scelga il collettore in base all'impiego:
| Applicazione | Temperatura in uscita di progetto | Tipo di pannello |
|---|---|---|
| Sorgente per pompa di calore (circuito a salamoia) | da −10 a +25 °C | WISC scoperto, spesso alettato |
| Preriscaldamento dell'ACS in un serpentino inferiore | 25–45 °C | Scoperto o isolato |
| Carica diretta dell'ACS a 55–60 °C | 50–70 °C | PVT isolato o vetrato |
| Riscaldamento di piscine | 22–30 °C | WISC scoperto |
| Circuito a radiatori a 65–70 °C | Non raggiungibile | Usare invece collettori termici |
I carichi che richiedono un vero calore ad alta temperatura, come acqua di processo, radiatori datati o preriscaldamento industriale, vanno affidati ai collettori piani o ai tubi sottovuoto, non al PVT. Solimpeks costruisce i propri pannelli ibridi PV-T accanto alla gamma termica Wunder proprio per questa ragione: è la temperatura richiesta dal carico a decidere il collettore, e nessun pannello singolo vince a tutte le temperature.
Qual è la temperatura massima che un pannello PVT raggiungerà mai?
Le misure sul campo collocano la temperatura di stagnazione di un pannello PVT WISC sotto circa 75 °C, contro i 150–200 °C di un collettore piano vetrato. È un autentico vantaggio tecnico e si ripercuote su tutto l'impianto: il glicole propilenico si degrada rapidamente sopra circa 130 °C, quindi il fluido termovettore di un circuito PVT invecchia molto più lentamente di quello di un circuito solare convenzionale e il vaso di espansione può essere dimensionato senza considerare il vapore.
Come si legge la temperatura in uscita da una scheda tecnica?
Usi la curva di rendimento, non il valore pubblicitario. Un pannello PVT WISC testato secondo Solar Keymark mostra in genere un rendimento a perdite zero intorno a 0,55–0,60, un coefficiente di perdita termica vicino a 12 W/m²K e un coefficiente del vento separato: tre valori richiesti dalla ISO 9806 che nessuno slogan di brochure può smentire. Poiché il coefficiente di perdita è alto, la resa termica utile crolla non appena il fluido sale molto sopra la temperatura ambiente. È quella curva a dirle che il pannello non caricherà mai da solo un bollitore a 60 °C.
Se invece si alimenta con il campo il lato sorgente di una pompa di calore, la bassa temperatura di lavoro diventa un vantaggio: il pannello resta freddo, la resa fotovoltaica resta alta e la pompa di calore vede una temperatura della sorgente elevata per tutto l'inverno.
Domande frequenti
Un pannello PVT può scaldare da solo la mia acqua calda a 60 °C?
Un pannello WISC scoperto no: lavora nella fascia 10–40 °C. Un PVT isolato o vetrato può raggiungere 50–70 °C in estate, ma una pompa di calore o una resistenza elettrica deve comunque compiere l'ultimo salto fino a 60 °C per il controllo della legionella nella maggior parte dei climi europei.
Qual è la temperatura minima di funzionamento di un pannello PVT?
Con una miscela di glicole propilenico, i pannelli PVT funzionano fino a circa −20 °C e, come sorgente per pompe di calore, vengono regolarmente fatti lavorare sotto 0 °C di proposito. Far scorrere il fluido più freddo dell'ambiente è ciò che permette al pannello di estrarre calore dall'aria oltre che dal sole.
Perché all'uscita del mio PVT ci sono solo 5 gradi in più che all'ingresso?
È normale e corretto. Alla portata nominale di 40–60 L/h per m², un singolo passaggio aggiunge solo pochi kelvin. La temperatura dell'accumulo si costruisce con la circolazione ripetuta, quindi giudichi l'impianto dalla temperatura dell'accumulo dopo una giornata, non dal ΔT istantaneo del pannello.
Un pannello PVT più caldo produce meno elettricità?
Sì. La resa delle celle cala dello 0,25–0,34% per ogni grado sopra i 25 °C, quindi un pannello che lavora a 60 °C dà circa il 9–12% di potenza in meno dello stesso pannello a 25 °C. Mantenere freddo il fluido è ciò che produce il vantaggio elettrico per cui il PVT viene proposto.