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Pannelli solari termici

solar water heatingI pannelli solari termici sono utilizzati per sfruttare l’energia solare e riscaldare l’acqua, quindi senza nessuna conversione energia termica utilizzata per generare calore.
Voglio presentare le differenti tecnologie esistenti, così che chi è interessato ha qualche elemento per decidere se e quale si adatta alle esigenze.
I pannelli solari termici sono molto utilizzati in Cina e in Europa e hanno avuto buona diffuzione per l’estrema semplicità degli impianti. La struttura minima per il solare termico non prevede nessun utilizzo di pompenè di alcun circuito elettrico.
La struttura del pannello vero e proprio è costituita da materiale “nero” e da una serpentina di tubi nella quale scorre l’acqua che deve essere riscaldata.

Per quanto riguarda gli impianti, possiamo intanto distinguere tra sistemi attivi e passivi. La differenza primaria è data dalla presenza o meno di una pompa che movimenta l’acqua.

Sistema integrato. Il pannello solare è di fatto il serbatoio stesso. Si tratta di un impiento molto adatto in zone calde, per cui il sole è in grado di scaldare l’intero serbatoio.

Unità solare a convezione (o termosifoni). Nella parte superiore del pannello è posto il serbatoio dell’acqua. Pannello e serbatoio costituiscono un circuito chiuso. L’acqua calda nel pannello si muove per convezione verso l’alto, creando di fattop un circolo continuo in cui sale l’acqua più calda e scende quella più fredda. Grazie a questo movimento viene scaldata tutta l’acqua. Dal serbatoio viene poi prelevata l’acqua per l’utilizzo.

Gli impianti passivi sono molto utilizzati per la semplicità dovuta all’assenza di parti meccaniche ed elettriche che quindi portano ad un basso costodi acquisto e di manutenzione.

Per i sistemi attivi una pompa si occua della circolazione dell’acqua tra pannello e serbatoio. In questo caso non abbiamo più il vincolo che costringe a posizionare il serbatotio sopra il pannello, ma abbiamo maggior libertà.
Due tipologie di impianto sono possibili:

Diretti. Questi impianti sono molto simi a quanto visto per i sistemi passivi. L’acqua che circola tra pannello e serbatoio è la stessa destinata all’uso.
Indiretti. In questo caso l’acqua che viene riscaldata dal sole viene fatta circolare in una serpentina all’interno del serbatoio con lo scopo di scambiare calore. Solitamente quindi in questo caso viene non si tratta di acqua pura, ma di un liquido antigelo e anticalcare e con additivi tali da aumentare l’efficienza nello scambio.

SOLARdiagram

Il vantaggio principale degli impianti attivi deriva dalla libertà nel posizionamento del serbatoio che possiamo posizionare in una zona a minor dispersione.

Indipendentemente dal tipo di impianto, non essendoci conversione di energia e dipendendo quindi dal calore del sole, si ha poca efficienza nei periodi invernali e durante la notte.
Per questo motivo il serbatio è di solito abbinato ad un secondo serbatoio che, come un boiler, riceve acqua dall’impianto solare e scalda elettricamente o a combustione l’acqua in caso questa sia ad una temperatura inferiore alla desiderata.

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