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I pannelli solari per la produzione di energia termica

a cura Arch. Francesco Angelini – Settore Impianti F.I.N.

I pannelli solari presentano un sistema di funzionamento teoricamente semplice. Si tratta di intrappolare l’energia proveniente dalle radiazioni solari e utilizzare tale energia per la produzione di acqua calda.

Gli impianti a pannelli solari possono essere a circolazione naturale o a circolazione forzata. Per utenze importanti viene generalmente preferita la seconda. In questo caso i componenti fondamentali del sistema sono: i pannelli solari, il serbatoio di accumulo dell’acqua calda collegato alla caldaia, la pompa per la circolazione dell’acqua, la centralina elettronica di controllo, i collegamenti idraulici ed elettrici tra le parti.

I pannelli solari sottovuoto presentano una tecnologia avanzata e hanno un elevato rendimento in tutti i mesi dell’anno, anche in condizioni climatiche non ottimali. Sono i più efficaci in condizioni di cielo nuvoloso, perché riducono al minimo la dispersione. Essi sono costituiti da tubi di vetro, al cui interno viene notevolmente ridotta la pressione dell’ aria così da creare una situazione “sotto vuoto“. Questo riduce al minimo la cessione di calore, mantenendo la temperatura raggiunta. All’interno dei tubi di vetro viene sistemato un elemento che assorba calore, generalmente un tubicino in rame. I pannelli solari vetrati invece sono costituiti da un vetro opaco ai raggi infrarossi, che vengono così trattenuti all’interno. In genere sulle superfici di questi pannelli vengono passati prodotti capaci di migliorare il trattenimento dei raggi. I più economici sono i pannelli solari scoperti, che, non avendo possibilità di accumulo, vengono utilizzati in strutture estive all’aperto con temperature esterne non inferiori ai 20°-22°.

Le dimensioni dei pannelli devono partire da una stima di consumo di acqua calda di circa 40-50 litri per persona al giorno. Per ogni metro quadrato di pannello installato si può prevedere una produzione di acqua a 40° centigradi pari a 90-110 litri al giorno. Il tempo di riscaldamento varia dalla mezza giornata nel periodo estivo alla giornata intera in quello invernale.

Due fattori fondamentali per il miglior funzionamento dei pannelli sono l’inclinazione e l’orientamento. L’inclinazione migliore è intorno ai 30°-45°, secondo la latitudine. Per sistemazioni orizzontali ci sono perdite di efficienza intorno all’8-12%, e per quelle verticali si arriva a perdere oltre il 30%. Il massimo dell’irraggiamento solare si riceve orientando i pannelli a sud. Lo slittamento verso sud-est o verso sud-ovest determina perdite intorno al 4-7%.

Ovviamente per poter disporre di acqua calda in tutte le condizioni climatiche e per forti variabilità di richiesta dell’utenza, è necessario utilizzare soluzioni tradizionali, che si integrino con il sistema a pannelli solari.