Che l’energia solare possa essere una risorsa preziosissima per il pianeta è qualcosa che in fondo ciascuno di noi ha ormai sentito centinaia di volte negli ultimi anni, il fatto è che sull’argomento spesso viene a mancare proprio una trattazione seria che invece potrebbe essere di grande aiuto. Basti solo pensare che il sole investe la Terra con un’energia pari a 173.000 terawatt, equivalenti a circa 10.000 il fabbisogno energetico mondiale.
Si tratta di numeri che fanno ben comprendere come servirsi di pannelli solari per “catturare” parte di questa enorme energia sia sicuramente la soluzione ideale. Andremo ora a vedere nel dettaglio cosa siano i pannelli solari e come effettivamente funzionino.
Cosa sono i pannelli solari e come funzionano
Per pannelli solari si indica dei dispositivi atti a catturare l’energia solare e convertirla autonomamente in elettricità e/o riscaldamento. Ovviamente sono studiati e realizzati in modo tale che l’energia acquisita non necessariamente venga impiegata nell’immediato, esistono dei particolari sistemi di accumulo tramite cui stipare l’energia immagazzinata per poterla utilizzare successivamente.
I pannelli solari termici godono di un funzionamento semplicissimo: si avrà del calore solare immagazzinato e assorbito mediante i pannelli, il quale andrà a riscaldare il fluido termovettore presente in appositi tubi posizionati sotto i pannelli. Questo calore è necessario per riscaldare l’acqua contenuta nel bollitore e una volta giunti a questo stadio potrà essere utilizzato per qualunque esigenza domestica di riscaldamento o altro.
Differenze tra pannelli solari e pannelli fotovoltaici
Pur essendo spessi confusi, tra pannelli solari e pannelli fotovoltaici sussistono numerose differenze che ne stabiliscono di conseguenza l’utilizzo e la capacità di rispondere a differenti esigenze del cliente. La prima sostanziale differenza si può riscontrare nel materiale costruttivo. Se per i pannelli fotovoltaici si è soliti impiegare il silicio, quelli solari termici impiegano un raccoglitore tramite cui riscaldare l’acqua. Strettamente connesso a quest’aspetto c’è quello del loro relativo funzionamento.
I pannelli fotovoltaici si basano sull’omonimo effetto da cui riprendono il nome che, nello specifico, consiste in un fotone che colpendo la superficie in silicio è in grado di rilasciare un elettrone e ciò causa produzione di elettricità; i pannelli solari termici, invece, impiegano l’accumulo di luce solare per riscaldare un liquido, solitamente acqua, allo scopo di servirsene per il riscaldamento.
L’efficienza è un fattore di riferimento particolarmente utile per stabilire una differenza tra le due realtà. I pannelli solari possono godere di un’efficienza pari a circa l’80% a differenza di quelli fotovoltaici che si stima essere compresa tra il 17 e il 257%, in base ovviamente alla tipologia di materiale impiegato per la realizzazione. Infine si può fare riferimento alla loro garanzia. Se per i pannelli fotovoltaici si estende all’incirca per 30 anni, per quelli solari arriva sino ai 20 in media.
Tipologie, caratteristiche e dimensioni dei pannelli
I pannelli solari termici possono essere racchiusi principalmente in due tipologie ben specifiche: a piani vetrati e a tubo sottovuoto. I primi sono quelli senza alcun dubbio più diffusi per delle soluzioni domestiche tanto da arrivare a superare l’80% di diffusione, anche grazie al vantaggio di non essere particolarmente esosi; i secondi, invece, offrono delle prestazioni più efficienti ma a un prezzo maggiore. Un’efficienza maggiore significa anche temperature più alte ed è per questo che risultano consigliati per ambienti posti in climi freddi.
Oltre ai già citati, sono presenti anche altre due tipologie minori come i pannelli a piani non vetrati e quelli ad aria. I primi possono essere considerati come delle soluzioni basiche, economiche e non particolarmente performanti; i secondi, invece, risultano ancora poco diffusi, ma nonostante ciò assicurano una buona resa. Le caratteristiche di base dei pannelli solari sono pressochè identiche.
Si avrà quindi una piastra captante, cioè il pannello vero e proprio, al di sotto della quale è presente un sistema di tubi in cui scorre un liquido, solitamente acqua, che verrà poi riscaldato dal calore accumulato e convogliato. La piastra solitamente è realizzata in materiali dotati di grande e rapida capacità di riscaldamento, come rame o acciaio, e inoltre viene ulteriormente trattata con vernici capaci d’incrementare la capacità di assorbimento della luce.
La parte posteriore della piastra e l’intero sistema di tubazioni vengono invece rivestiti di un materiale isolante che evita la dispersione del calore accumulato e al contempo fornisce una barriera agli agenti atmosferici avversi. Infine c’è il fluido termovettore, il quale possiede peculiarità fisiche e chimiche ben precise. Deve essere infatti a elevata densità, non corrosivo, inerte, non viscoso, in grado di mantenersi stabile a temperature inferiori ai 100 gradi e se destinato a uoso domestico ovviamente non tossico.
Per quel che riguarda il dimensionamento, invece, molto ovviamente dipende dalle necessità personali, dall’uso e dalla presenza o meno di un sistema di conservazione. In linea di massima si può dire che 1,5mq è una misura sufficiente per soddisfare le esigenze di una singola persona. Una famiglia composta da 4 persone, ad esempio, potrebbe essere pienamente soddisfatta da un impianto di 6mq.
Le cose, però, cambiano laddove si prospetta un uso intensivo di elettrodomestici, come lavastoviglie e/o lavatrici, che consumano una notevole quantità di acqua calda. In questo caso oltre ad aumentare la dimensione dell’impianto, sarà necessario munirsi di un ampio serbatoio di contenimento.
Durata dei pannelli e resa energetica
Bisogna immediatamente dire che un impianto solare termico è nettamente più resistente di uno fotovoltaico e difatti il suo ciclo vitale si aggira intorno ai 25 anni. Ovviamente sarà necessario eseguire dei periodici controlli di manutenzione, ma se l’installazione è stata eseguita a regola d’arte, questi andranno effettuati non più di una volta l’anno. Per quel che riguarda la resa energetica, invece, non è possibile fornire una risposta univoca, perché i fattori in gioco sono diversi.
Collettori differenti, ad esempio, possono avere una resa media annua differente, la cosiddetta producibilità, e per conoscere questo dato sarà sufficiente consultare la curva di efficienza del pannello. Specificatamente si può dire che i parametri di cui tener conto sono essenzialmente tre: uno riguardante l’efficienza ottica, ovvero sia il rendimento massimo di un collettore, e due riguardanti la perdita termica.Più sarà altro il primo valore, minori saranno gli altri due e ciò causerà una resa media annua più alta.
Quanto costano
Per determinare il costo di un impianto solare termico si considera la tipologia di sistema che si andrà a installare. Sono due le tipologie d’impianto disponibili: a circolazione naturale e a circolazione forzata. Il primo prevede un sistema di funzionamento molto semplice dove l’acqua riscaldata dal calore dei pannelli viene convogliata in un serbatoio solitamente posto sulla sommità del tetto. Il costo a metro quadro va dai 400 ai 900 Euro.
Il secondo, invece, prevede un sistema di funzionamento decisamente più complesso costituito dalla presenza di una pompa che ha il compito di confluire il liquido in prossimità dei pannelli solari, una volta riscaldato sarà stipato in un apposito serbatoio di riserva posizionato nell’abitazione. Il costo a metro quadro va dagli 800 ai 1.500 Euro.
Quando si usano
Dal momento che un impianto di pannelli solari termici è pressoché equiparabile a una consueta caldaia tradizionale, le sue funzionalità possono essere utilizzate in qualunque istante, indipendentemente dal periodo dell’anno in cui ci si trova.
Risparmio economico e vantaggi
Un sistema di riscaldamento mediante utilizzo di pannelli solari termici può essere considerato come un ottimo investimento soprattutto in virtù del notevole risparmio economico che garantisce sin nell’immediato per poi consolidarsi in un periodo medio-lungo.
Solamente per quel che riguarda la produzione di acqua calda, ad esempio, il risparmio ottenibile si aggira intorno al 50% rispetto a un consueto sistema con energia non rinnovabile, mentre è del 30% laddove lo si impieghi anche come strumento principale di riscaldamento. Senza contare poi il fatto che attualmente è possibile godere di vantaggiose detrazioni fiscali in caso d’installazione.
I vantaggi nell’utilizzo dei pannelli solari termici sono numerosissimi e coinvolgono numerosi aspetti. Si può citare, ad esempio, il fatto di star utilizzando energia pulita contribuendo così a migliorare la salute dell’ambiente circostante oppure considerare l’incremento energetico che subirà la propria abitazione o ancora l’aumento economico del proprio domicilio, oltre naturalmente a tutti quei benefici che riguardano una maggiore resa energetica annua a fronte di costi in molti casi addirittura dimezzati.
Conclusione
Qualunque sia la motivazione che possa guidare la propria decisione, i pannelli solari termici rappresentano un approccio intelligente ed efficiente a una questione energetica destinata ad acquisire ancora più importanza nei prossimi anni.
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