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Uso delle energie alternative

 

E’ conveniente installare pannelli solari per la produzione di acqua calda per uso sanitario?

 

Il tema dell’uso delle energie alternative è sempre di grande attualità.

L’energia solare irraggiata sulla terra può essere captata ed utilizzata per diversi scopi tra i quali i più importanti sono:

            La produzione di acqua calda;

            Il riscaldamento degli ambienti;

            La produzione di energia elettrica;

            La produzione di idrogeno;

Il funzionamento dei motori.

 

Alcune di queste applicazioni sono possibili solo se l’energia termica prelevata delle radiazioni solari è immagazzinata ad elevata temperatura ( tra 500 e 1000 °C); altre applicazioni sono possibili anche se l’energia termica è accumulata a temperature più basse.

La più semplice, accessibile e conveniente applicazione dei pannelli solari è la produzione di acqua calda da utilizzarsi per usi sanitari e/o per il riscaldamento degli ambienti.

Il principio di funzionamento di un impianto solare per la produzione di acqua calda è molto semplice.  Il collettore solare o pannello solare capta l’energia irraggiata dal sole e la trasferisce ad un fluido che circola nella serpentina del pannello solare; il fluido riscaldatosi dopo aver attraversato la serpentina, viene inviato ad un serbatoio contenete acqua e qui tramite uno scambiatore cede il calore all’acqua riscaldandola.

Tutti i pannelli solari sono ricoperti da un vetro protettivo in grado di sopportare la pioggia, la grandine e gli sbalzi termici.

In taluni casi il serbatoio di accumulo dell’acqua calda anziché essere separato dal pannello solare forma con esso un blocco unico. In questo caso si parla allora di collettore solare monoblocco.

Il collettore monoblocco è di semplice costruzione e può essere inserito direttamente alla rete dell’acqua fredda e calda senza eccessive complicazioni impiantistiche.

A fronte di questi vantaggi il collettore monoblocco ha degli inconvenienti.

Innanzi tutto il luogo di istallazione va scelto considerando che deve sopportare, oltre al peso del pannello, anche quello del serbatoio dell’acqua annesso. L’impatto ambientale del pannello monoblocco è di certo superiore a quello del semplice pannello solare.

Infine per garantire la produzione di acqua calda anche in assenza di irraggiamento solare o nelle giornate più fredde il serbatoio dell’acqua viene dotato di una resistenza elettrica che interviene a riscaldare l’acqua in mancanza di irraggiamento solare sufficiente..

Si può quindi installare il pannello solare monoblocco esclusivamente se la struttura di sostegno lo consente, se l’impatto ambientale non riveste carattere prevalente e se la semplificazione impiantistica lo consiglia.

Qualora tutte queste condizioni non sussistono è opportuno ricorrere all’impianto in cui i pannelli solari sono separati dal  serbatoio di scambio termico ed accumulo.

In particolare quando l’impianto solare deve garantire una notevole produzione di acqua sanitaria per un numero di utenti superiore alle 4-5 unità, è opportuno evitare l’impianto monoblocco ed orientarsi alla realizzazione di un impianto solare in cui pannelli e serbatoio di accumulo sono separati.

In questo caso l’impianto è costituito da un circuito solare che è formato dall’insieme delle tubazioni, pompe, vasi di espansione valvole di sicurezza   e componenti che  collegano i pannelli con il serbatoio di accumulo.

Anche in questo tipo di impianto è indispensabile avere una fonte energetica integrativa in grado di intervenire nella produzione di acqua calda quando i pannelli solari, a causa della scarsa o inesistente irradiazione solare, non sono in grado di produrre acqua calda.

In genere l’azione di integrazione può essere svolta da una caldaia a gas, da una pompa di calore o da un qualsiasi altro sistema in grado di produrre calore.

Questo tipo di impianti devono essere progettati da tecnici qualificati ed installati da imprese specializzate che al termine dei lavori devono rilasciare il certificato di conformità dell’impianto e dei componenti.

Circa la convenienza di installare un impianto solare di produzione di acqua calda sanitaria, la risposta è sicuramente positiva.

Occorre considerare che l’irraggiamento solare alle nostre latitudini consente di produrre, con un impianto ben progettato e realizzato, dal 65 al 75% del fabbisogno di acqua calda.

Il costo di istallazione di un impianto solare termico è abbastanza contenuto tale da consentire il recupero delle spese di impianto in circa 3-4 anni; considerato che la durata prevedibile dell’impianto è di 18-20 anni, si giunge alla conclusione che un buon impianto solare termico, trascorso il periodo di ammortamento dell’investimento, è in grado di fornire circa il 70% di acqua calda sanitaria gratuita.  

ing. Fernando Gioia



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