Il Solare Termico

Cos’è il solare termico

Tra le varie fonti rinnovabili la tecnologia oggi permette di usare facilmente e gratuitamente l’energia fornita dai raggi solari per riscaldare, produrre elettricità, riscaldare l’acqua per uso domestico, il cosiddetto solare termico. 

Basta un semplice impianto di pannelli solari per avere dell’energia pronta da consumare per uso privato. Gli impianti di questo tipo sono, infatti, dispositivi che consentono di catturare l’energia solare, immagazzinarla e utilizzarla per diversi fini. Ed è una valida alternativa sostenibile, che coniuga risparmio ed efficienza. 

Ai pannelli si può collegare: 

  • lo scaldabagno per avere acqua calda per uso sanitario
  • gli elementi riscaldanti, qualunque sia il sistema usato (radiatori a bassa temperatura, riscaldamento a pavimento) per avere l’acqua calda destinata al riscaldamento di casa,

Inoltre, si può abbinare un impianto di questo tipo ad un’altra fonte, qualora non fosse sempre presente la luce solare. 

Quali sono i sistemi di riscaldamento solare?

Immaginate che ci sia una fonte infinita di energia sopra la vostra testa, che non usate. E che non la usiate, preferendo pagarne un’altra! Proprio quello che succede nella maggior parte delle volte.

Siamo così abituati a utilizzare gas, olio combustibile o elettricità da sistemi di approvvigionamento energetico convenzionali che l’energia solare non ci sembra la prima soluzione a cui pensare! 

L’energia solare ai fini del riscaldamento utilizza questi pannelli per sfruttare l’energia disponibile liberamente dal sole. I vari sistemi oggi sul mercato consentono di recuperare calore e luce solare, trasformandola in energia da usare per riscaldare la casa. 

Non è sempre possibile utilizzare il 100% dell’energia solare per riscaldamento, illuminazione e acqua calda sanitaria, ma questa fonte rinnovabile consente di risparmiare fino al 75% dei costi che in genere si sostengono utilizzando un operatore energetico tradizionale. 

Guida al solare termico

L’energia termica da fonte solare utilizza il calore del sole per produrre calore a bassa temperatura (45-65°).  La radiazione solare dà in media 1.250 KWh/m²/anno e fornisce dal 30% al 70% del fabbisogno di acqua calda, a seconda della regione. 

Distinguiamo tra diverse forme: 

  • scaldacqua solare individuale
  • riscaldamento solare, sia a pavimento che con termosifoni
  • riscaldamento-scaldacqua

Il pannello solare termico: cos’è

È un impianto che cattura l’energia solare e la trasforma in energia termica. Il calore così ricavato in una abitazione può essere usato per la produzione di acqua calda e per l’energia elettrica. 

Possiamo distinguere tra: 

  • impianti a circolazione naturale: dispositivi semplici, compatti ed economici, da installare all’esterno. Il serbatoio di accumulo si trova sopra al collettore solare e la circolazione del fluido avviene grazie al  riscaldamento graduale del liquido.
  • impianti a circolazione forzata: dispositivi di dimensione medio-grande che prevedono un utilizzo regolare durante tutto l’anno.

Gli impianti termici possono lavorare: 

  • a basse temperature (fino a 120°)
  • a medie temperature (circa 500°)
  • ad alte temperature (circa 1000°)

L’applicazione più conveniente per i privati è il solare termico attivo a bassa temperatura. Vediamo da quali componenti è costituito. 

  • Collettore solare: piastra o pannello captante che assorbe energia solare e la converte in calore. Al suo interno c’è un fluido termovettore (acqua+ antigelo), che viene riscaldato dal calore catturato, raggiungendo temperature fino a 90°, che poi trasferisce al boiler di accumulo.
  • Serbatoio di accumulo: un serbatoio coibentato all’interno del quale è presente uno scambiatore di calore in cui circola il fluido termovettore del circuito primario, che cede il calore ricevuto dal sole e riscalda così l’acqua contenuta nell’accumulatore.

Che differenza c’è tra pannello solare e fotovoltaico?

Quando si parla di fotovoltaico e impianto solare termico, spesso si fa una gran confusione perché si pensa che si tratti della stessa cosa. Ma così non è. Sicuramente, entrambe le tecnologie sfruttano i raggi solari per produrre energia, ma vi sono delle differenze sostanziali. 

Esaminiamole più nel dettaglio. 

  • Meccanismo di funzionamento: il fotovoltaico trasforma i raggi solari in corrente elettrica, mentre il solare termico accumula il calore del sole e lo sfrutta per scaldare l’acqua destinata a uso sanitario e all’impianto di riscaldamento.
  • Materiale: gli impianti fotovoltaici sono fondamentalmente costituiti da silicio combinato con altri elementi chimici, vetro e componenti strutturali vari. Gli impianti solari termici sono invece composti da metallo (come rame, acciaio, alluminio) e vetro.
  • Costi: il solare termico è una tecnologia semplice e abbastanza economica, mentre i pannelli fotovoltaici richiedono un investimento piuttosto importante.
  • Spazi e ingombro: i pannelli solari termici occupano poco spazio, invece quelli fotovoltaici necessitano di superfici molto più ampie.
  • Efficienza: in media, il fotovoltaico ha un’efficienza compresa tra il 17% ed il 25%, mentre il solare termico offre una maggior efficienza (può raggiungere l’80%).

Il solare termico per l’acqua calda: lo scaldabagno solare

Un impianto termico è costituito essenzialmente da un collettore, i pannelli solari, mediante il quale la radiazione solare è assorbita e trasformata in energia termica e da un serbatoio che accumula il calore, pronto per essere utilizzato. 

I collettori (in genere in vetro) sono installati sul tetto. Al loro interno circola un fluido termovettore (acqua + antigelo) che, riscaldato dal sole, trasmette il suo calore e riscalda l’acqua presente nel serbatoio del boiler. Una volta raffreddato, il fluido ritorna ai collettori per essere riscaldato di nuovo mediante irraggiamento solare. 

È necessario aggiungere uno scaldabagno elettrico o a gas per i mesi invernali o quando c’è basso irraggiamento, perché in questi casi il rendimento può scendere al 25%. 

Questo sistema beneficia dell’ecobonus con una una detrazione del 110% se accoppiato a lavori di miglioramento energetico (cappotto termico esterno, cambio serramenti) che permettono di saltare di 2 classi, e usufruisce comunque della detrazione fiscale per efficienza energetica del 65% e del Conto Termico

Il solare termico per il riscaldamento

Oltre all’utilizzo per la produzione di acqua calda sanitaria, il fluido riscaldato nei collettori può anche essere utilizzato per integrare il sistema di riscaldamento. 

Tale sistema fornisce un supporto interessante al funzionamento dell’unità di riscaldamento ed offre un elevato potenziale di risparmio energetico. A temperature moderate, l’unità di riscaldamento può perfino rimanere spenta. 

Per sfruttare questa opportunità è necessaria la presenza di un bollitore bivalente, ovvero un boiler combinato con l’unità dell’acqua calda. 

Nel caso in cui la temperatura diminuisca, l’unità di riscaldamento sarà azionata al bisogno, tramite il secondo circuito. 

Riscaldamento solare collegato a riscaldamento a pavimento

Si può avere solo il riscaldamento di casa collegato a pannelli solari. Si possono usare sia riscaldamento a pavimento che riscaldamento domestico con radiatori a bassa temperatura. 

Nei nuovi impianti di riscaldamento a pavimento nei tubi passa acqua ad una temperatura più bassa dei vecchi sistemi, producendo un calore uniforme e non troppo elevato. 

Il fluido termovettore o l’acqua dei collettori solari circola direttamente nell’impianto a pavimento. La temperatura del pavimento sale a 27° e riscalda gli ambienti. Dotata di una buona inerzia termica, la soletta del pavimento accumula calore durante il giorno, per ripristinarlo di sera e di notte, quando le temperature scendono. 

Attenzione: per poter installare questo tipo di riscaldamento solare è necessario eseguire lavori importanti. Si consiglia solo in caso di una ristrutturazione radicale o di nuove costruzioni. 

Riscaldamento solare collegato a riscaldamento a termosifoni

Il sistema di riscaldamento con termosifoni invece può essere adattato all’utilizzo dell’energia solare. 

Attenzione. Se la vostra casa è dotata dei tradizionali radiatori ad alta temperatura (che usano l’acqua ad una temperatura elevata tra 60° e 80°), sarà necessario rinnovare tutti gli elementi riscaldanti. Non è infatti garantita la medesima efficienza dell’impianto di riscaldamento se si mantengono i vecchi corpi scaldanti. 

Anche in questo caso si può accedere alle detrazioni del superbonus 110% per gli interventi destinati alla riqualificazione energetica di un edificio preesistente in abbinamento ad altri lavori di efficientamento energetico che permettano il salto di 2 classi energetiche e gode comunque sempre delle detrazioni al 65% e del Conto Termico. 

Riscaldamento solare combinato

Si tratta di un impianto solare che produce sia l’acqua calda sanitaria che quella destinata al riscaldamento della casa. 

Il principio è sempre lo stesso, i raggi solari riscaldano un fluido termovettore contenuto negli elementi riscaldanti all’interno della casa e contemporaneamente l’acqua calda ad uso domestico. 

Il solare termico con circolazione naturale

L’impianto solare termico a circolazione naturale è un sistema estremamente facile, versatile ed economico. 

Di piccole dimensioni (2-4 m²), è la tipologia di impianto ideale per soddisfare le esigenze delle utenze domestiche. Questo impianto assicura, infatti, la produzione di acqua calda sanitaria sia per abitazioni piccole e famiglie poco numerose, sia per strutture più grandi con molti utilizzatori e un ampio fabbisogno di acqua calda.  Non a caso, molte strutture ricettive come campeggi, B&B e attività di ristorazione optano per questa soluzione. 

Si può installare su tetti, terrazze e nei giardini. Tra i suoi benefici: 

  • Necessita di scarsa manutenzione e
  • Garantisce buoni rendimenti nella maggior parte delle zone climatiche: in Italia è sconsigliato solamente in zone montane e dal clima particolarmente rigido.
  • Soddisfa la domanda di acqua calda sanitaria anche per tutto l’anno, se ben dimensionato e in condizioni di funzionamento favorevoli

In genere, i sistemi a circolazione naturale vengono proposti in kit monoblocco, completi di collettori, serbatoio, struttura di sostegno e di tutti i raccordi idraulici e gli accessori necessari per il montaggio. 

Dove è meglio usare il solare termico con circolazione naturale

A causa delle continue variazioni climatiche, l’impianto solare termico necessita di un sistema integrativo del calore di tipo tradizionale (gas, gasolio, elettricità, biomasse, pompa di calore), al fine di garantire continuità alla produzione di calore. 

Il sistema può essere sufficiente per diversi mesi, ma è necessario comunque valutare le caratteristiche del territorio per un’eventuale installazione. 

In Italia le zone geografiche che presentano condizioni favorevoli sono le aree del Sud (sud-est, sud-ovest, con limitata perdita di produzione). 

Le prestazioni variano anche in base all’inclinazione apportata ai collettori. In caso di fabbisogno costante di acqua calda durante l’anno, l’inclinazione consigliata è pari indicativamente alla latitudine del luogo (35°-45°). In caso di fabbisogno di acqua calda invernale destinata al riscaldamento, l’inclinazione consigliata è pari alla latitudine del luogo aumentata di 15° (50°-60°). 

Quanto conviene il solare termico?

L’effettiva convenienza o meno di un impianto solare termico dipende da molti fattori: 

  • la zona in cui si vive
  • i consumi dell’abitazione
  • la tipologia di impianto esistente su cui verrà effettuata l’installazione

Anzitutto vanno considerati dei parametri indispensabili per l’installazione di un impianto solare termico, che sono: 

  • falda di tetto, o comunque uno spazio aperto, verso sud/sud-est/sud-ovest
  • consumo medio annuale di acqua calda di almeno 2 persone
  • possibilità di collegamento dei pannelli alla caldaia mediante tubazioni

Sicuramente il solare termico conviene per il notevole risparmio in bolletta che permette di ottenere. Rispetto a un impianto a gas o a gasolio, con il solare termico infatti si può tagliare fino al 50% dei consumi utilizzati per la produzione di acqua calda. Il che si traduce in bollette più leggere e minori emissioni di CO2. 

In buona sostanza, un impianto solare termico dà la possibilità di spegnere la caldaia per 6-8 mesi all’anno! 

Ricordiamo infine che l’installazione di un impianto solare termico contribuisce allinnalzamento della classe energetica del sistema di riscaldamento, aumentando di conseguenza l’efficienza e il valore di mercato dell’immobile stesso. 

Quanto rende un pannello solare termico in inverno?

Può sembrare difficile da credere, ma i pannelli solari termici funzionano benissimo anche in inverno. Sfruttano infatti l’energia solare generata dalla luce del sole e non dal calore. 

Anche se non con la stessa potenza dei mesi estivi, il sole continua a sprigionare i suoi raggi solari anche nei mesi invernali. I raggi del sole hanno sì una temperatura minore, ma sono comunque in grado di fornire il calore sufficiente per azionare i pannelli solari termici. 

Vi è però una serie di elementi da valutare prima di installare un impianto anche per poter scegliere un impianto di elevata qualità. 

  • La zona in cui si abita: l’irraggiamento del sole non è uguale in tutto il Paese ma varia lungo tutta la Penisola. Ovviamente al Sud e nelle zone costiere la quantità di energia solare catturata è maggiore rispetto al Nord e alle zone montane
  • Condizioni climatiche particolari: se si vive in una zona soggetta a fenomeni atmosferici particolari (es. la nebbia) è importante scegliere un pannello solare termico specifico che assicuri migliori prestazioni anche in condizioni pessime
  • Orientamento e inclinazione del tetto: i pannelli devono essere a Sud e possibilmente inclinati a 30-45°. Questa è infatti la condizione ottimale per assicurarsi un elevato rendimento
  • Dimensioni: devono essere adeguate all’impianto

Se tutti questi requisiti non dovessero essere sufficienti per garantire la copertura del servizio, non ci sono problemi. Infatti, se il calore prodotto dai collettori non fosse sufficiente, in automatico si va ad azionare la caldaia. 

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