Con il termine solare termico ci si riferisce ad una serie di tecnologie che permettono di sfruttare l’energia irradiata dal sole.

Il processo avviene tramite pannelli, anche detti collettori, che assorbono le radiazioni solari per poi trasferirle ad un sistema che valorizzerà il calore recuperato.

La radiazione solare varia in modo considerevole durante l’arco dell’anno, raggiungendo i valori massimi durante il periodo estivo.

L’Italia è caratterizzata da una buona radiazione solare, soprattutto al sud e sulle isole maggiori.

La seguente immagine mostra i valori medi mensili di radiazione solare globale, per il mese di settembre

Uso del calore prodotto con il solare termico

Il calore prodotto tramite il solare termico può essere destinato a molti impieghi:

• Produzione di acqua calda per usi igienici e sanitari
• Integrazione dell’impianto di riscaldamento
• Processi produttivi che richiedono calore
• Solar cooling

Il solar cooling è una particolare applicazione del solare termico in cui i collettori solari sono abbinati ad una macchina frigorifera per produrre freddo sotto forma di acqua refrigerata o aria condizionata.

Trova principalmente uso in impianti medio grandi e ancora deve esserne esplorato appieno il potenziale.

Tipologie impiantistiche

Un sistema solare termico normalmente è composto:

• da uno o più collettori che ricevono l’energia solare
• dal circuito idraulico per il trasferimento del calore
• da un circuito elettrico/elettronico per il controllo e la regolazione
• da uno o più bollitori che permettono di “stoccare” il calore per poi farne uso quando necessario

Quando è richiesto un uso istantaneo del calore, come ad esempio per il riscaldamento delle piscine, il bollitore non è necessario.

Gli impianti solari termici possono essere a circolazione forzata o a circolazione naturale.

Circolazione forzata

Gli impianti sono a circolazione forzata quando il fluido riscaldato viene fatto transitare nell’impianto tramite pompe e altre componenti.

Si tratta di una soluzione che permette di ottimizzare il funzionamento dei collettori sulla base delle necessità dell’utente.

Negli impianti a circolazione forzata il sistema di accumulo dell’acqua calda è separato dai collettori.

Sono possibili numerose soluzioni impiantistiche in funzione dei fabbisogni termici.

Circolazione naturale

Nei sistemi a circolazione naturale, il fluido riscaldato cede il calore ad un serbatoio posizionato sopra il pannello, per poi essere utilizzato in modo diretto.

Dato che il processo avviene grazie a fenomeni fisici naturali, non sono necessarie componenti elettriche e l’impianto in genere è relativamente più semplice.

Sono impianti di piccolissime dimensioni (di solito al di sotto dei 5/6 m²), di facile installazione e costo ridotto.

Hanno d’altra parte un ristretto campo di applicazione come tipologia di utilizzo e una minore regolabilità.

Tipologie di collettori solari

Un impianto solare termico può essere realizzato attraverso l’installazione di diverse tipologie di collettori solari.

Collettori solari piani

Si tratta dei pannelli più diffusi sul mercato,  il loro impiego per fini energetici viene sfruttato da molti anni.

Hanno un buon rapporto prestazione/prezzo e sono ideali per la produzione di acqua calda per uso igienico e sanitario.

Permettono una certa versatilità sotto il profilo del posizionamento (esposizione e inclinazione), ma diminuisce la loro resa con condizioni climatiche avverse.

All’interno del pannello c’è un assorbitore di colore scuro (in genere nero) che permette di riscaldare il fluido che scorre dentro una serpentina.

Nelle aree più fredde è raccomandabile usare una miscela di acqua e antigelo per evitare il congelamento nelle ore notturne.

Collettori sottovuoto

Hanno maggiore efficienza di conversione rispetto ai collettori piani e possono raggiungere maggiori temperature.

Per questo è necessario prestare maggiore attenzione nella progettazione dell’impianto e nella posa in opera.

Sono realizzati mettendo in parallelo una serie di tubi vetrati che hanno al proprio interno un’intercapedine sottovuoto che si frappone ad un altro tubo di vetro trattato con vernice selettiva di colore scuro.

Nella parte centrale è posizionato l’assorbitore, costituito per lo più da un tubo in rame chiamato heat pipe.

Collettori a concentrazione

Tramite un sistema di specchi riflettenti, i raggi solari sono concentrati verso un ricevitore che poi cede il calore al fluido termovettore.

I collettori a concentrazione consentono di generare temperature superiori rispetto alle altre tipologie, fino ad arrivare a 300-400°C.

Per questo il solare termico a concentrazione trova applicazione soprattutto in processi che richiedono alte temperature.

Prestazioni dei collettori solari termici

I collettori solari non sono tutti uguali, per poter mettere a confronto due o più tipologie di collettore è possibile far riferimento alla certificazione Solar Keymark.

Si tratta di un marchio di certificazione di terza parte volontario che attesta la conformità alle norme tecniche europee.

Oggi è il principale marchio di qualità per i prodotti solari termici ed è sempre più riconosciuto a livello mondiale.

L’elenco dei collettori certificati è disponibile al seguente link: http://www.solarkeymark.dk/CollectorCertificates

Nella nuova tipologia di certificato attualmente in vigore sono riportate le produzioni annuali del singolo modulo, riferite a 4 località europee, in relazione a diversi valori di temperatura media.

Queste informazioni permettono di farsi un’idea di quanto sia possibile produrre annualmente con il collettore che si intende acquistare.

La certificazione solar keymark non è applicata al solare a concentrazione, per tali collettori è stata introdotta come alternativa un’attestazione delle prestazioni rilasciata da ENEA.

Etichettatura energetica

Per favorire il cittadino nell’acquisto consapevole, l’Unione Europea sta imponendo l’introduzione progressiva dell’etichettatura energetica per tutti i prodotti connessi all’energia.

La finalità è di fornire all’utente finale informazioni intuitive che riassumano i parametri caratteristici dell’apparecchio che si acquista.

Nel caso il collettore solare sia inserito in un sistema che comprende altri apparecchi per il riscaldamento e/o la produzione di acqua calda sanitaria, esso contribuisce alla definizione della classe energetica del sistema.

Il produttore, il rivenditore o l’installatore del sistema dovrà produrre una scheda di insieme che ne descriva le componenti e l’efficienza complessiva.

Considerazioni sulla tecnologia del solare termico

La scelta del collettore solare per sopperire alle proprie necessità non si limita alla scelta del pannello più efficiente.

Sono necessarie delle valutazioni preliminari per soppesare sia i fattori economici che tecnici dell’intervento.

A secondo dell’entità dell’installazione e della tipologia impiantistica sarà necessario coinvolgere diverse figure professionali nel processo di valutazione.

Alcune delle considerazioni che possono essere fatte preliminarmente sono:

• Le configurazioni impiantistiche e le possibili soluzioni sono molteplici, per questo è fondamentale valutare attentamente le condizioni operative dell’intervento (temperatura richiesta, condizioni climatiche, livello di insolazione,…)
• L’impianto deve essere correttamente dimensionato per evitare condizioni di eccesso di produzione di calore nei periodi estivi
• Difficilmente il solare termico viene installato per sopperire all’intero fabbisogno termico, tendenzialmente viene impiegato ad integrazione di altre tecnologie con l’obiettivo di ottimizzare il rapporto costo energia/energia prodotta
• Il posizionamento ideale dei collettori deve essere definito in modo che l’esposizione alla radiazione solare sia massima in funzione dell’inclinazione, dell’orientamento e dell’ombreggiamento
• I professionisti che concorrono alla realizzazione dell’opera sono figure fondamentali nella buona riuscita dell’intervento; è sempre raccomandabile individuare soggetti qualificati e competenti
• Visitare qualche impianto funzionante preliminarmente permette di farsi un’idea del funzionamento dei sistemi dotati di collettori solari

Convenienza del solare termico

L’energia del sole è gratuita ma, per valutare i risparmi conseguibili con il solare termico, è fondamentale essere consapevoli dei costi (fissi e variabili) connessi alla realizzazione dell’impianto e metterli in relazione all’energia termica che si produrrà con i pannelli.

Nella valutazione economica è importante tenere presente che esistono delle misure di sostegno per incentivare il ricorso alle rinnovabili.

Per i collettori solari è possibile accedere al Conto Termico e alle detrazioni fiscale (non cumulabili tra loro).

Il Conto Termico 2.0

Il Conto Termico è stato recentemente migliorato e prevede che il contributo sia corrisposto sotto forma di bonifico diretto a favore del beneficiario.

L’incentivo è distribuito in 1, 2, o 5 anni a seconda della potenza installata e dell’importo complessivo dell’intervento.

Il solare termico è l’unica misura di produzione di energia termica da fonti rinnovabili prevista dal Conto Termico 2.0 che non richiede la sostituzione di un generatore esistente per poter accedere agli incentivi.

A tal proposito vedi l’approfondimento dedicato agli incentivi previsti dal Conto Termico 2.0 per il solare termico e il relativo foglio di calcolo degli incentivi.

Le detrazioni fiscali

Le detrazioni invece consistono in uno sgravio fiscale in sede di dichiarazione dei redditi della durata di 10 anni.

Esistono due tipologie di detrazioni: del 50% per le ristrutturazioni edilizie e del 65 % per le riqualificazioni energetiche.

I requisiti per accedere ai due tipi di detrazioni e le procedure da seguire sono diversi tra loro.

Cumulabilità e altri incentivi

Il singolo intervento può beneficiare solo di un incentivo statale tra il Conto Termico, le detrazioni del 50% e del 65%.

Inoltre possono esistere misure di sostegno economico regionali per interventi relativi all’uso delle rinnovabili.

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