Quando si parla di energia solare, la cosa più comune è pensare direttamente ai pannelli solari fotovoltaici, che sono quelli che generano elettricità. Esiste però un altro tipo di energia solare meno conosciuta ma altrettanto importante: Energia solare termica, un'opzione efficiente e pulita che viene utilizzata principalmente per riscaldare l'acqua e generare calore.
L’energia solare termica gioca un ruolo fondamentale sia nel settore residenziale che in quello industriale, consentendo una maggiore efficienza energetica e una diminuzione dell’utilizzo di combustibili fossili. In questo articolo spieghiamo tutto su questo tipo di energia: il suo funzionamento, caratteristiche, componenti e vantaggi.
Cos'è l'energia solare termica?
L’energia solare termica è a energie rinnovabili che sfrutta la radiazione solare per produrre calore. A differenza dell’energia solare fotovoltaica, che converte la luce solare in elettricità, l’energia solare termica riscalda un fluido catturando la radiazione solare. Questo fluido può riscaldare l'acqua, generare riscaldamento o addirittura raffreddare in alcuni sistemi.
Questo tipo di energia è particolarmente utile nelle zone ad elevato irraggiamento solare, dove può essere utilizzata per usi domestici e in applicazioni industriali. Ad esempio, si stima che più di 20% del consumo energetico negli alberghi, negli ospedali e nelle case è legato all'uso dell'acqua calda, il che ne dimostra l'importanza.
Componenti di un impianto termico
Perché l'energia solare termica funzioni correttamente è necessario disporre di un impianto atto a catturare, immagazzinare e distribuire il calore. Di seguito, evidenziamo i componenti principali di un impianto di energia solare termica.
Catcher
Il responsabile è il collettore o pannello solare termico assorbire la radiazione solare e trasferire calore al fluido che circola al suo interno. Esistono diversi tipi di collettori a seconda della loro efficienza e tecnologia:
- Collettori piani: Sono i più comuni e vengono utilizzati per applicazioni di acqua calda e riscaldamento nelle case.
- Collettori a tubi sottovuoto: Sono più efficienti, soprattutto nelle zone fredde, grazie al loro isolamento migliorato.
Circuito idraulico
Il circuito idraulico è costituito da tubazioni che trasportano il fluido caldo dal collettore all'accumulatore e, una volta raffreddato, di nuovo al pannello. Funziona come un circuito chiuso, garantendo che non vi siano perdite di calore.
Scambiatore di calore
Questo dispositivo permette di trasferire il calore del fluido termovettore all'acqua utilizzata nell'abitazione o nell'impianto. Gli scambiatori possono essere interni (batterie) o esterni, come gli scambiatori a piastre.
Accumulatore
Poiché la quantità di energia solare varia durante il giorno, a accumulatore per conservare l'acqua calda fino al momento del bisogno. Questo serbatoio è progettato per ridurre al minimo le perdite di calore e mantenere l'acqua calda per diverse ore.
Pompe di circolazione
Per garantire che il fluido circoli correttamente attraverso il sistema, pompe di circolazione. Questi vincono le resistenze del circuito e permettono il flusso costante del fluido termovettore.
Potenza ausiliaria
Nelle giornate con scarsa radiazione solare, gli impianti solari termici sono solitamente dotati di un sistema energetico ausiliario, come una caldaia, che può generare calore in situazioni in cui la radiazione solare non è sufficiente.
Articoli necessari per la sicurezza
Gli impianti di energia solare termica devono avere una serie di elementi di sicurezza per evitare problemi legati al surriscaldamento o alla pressione dell'impianto.
Vasi di espansione
Il volume del fluido aumenta quando riscaldato, quindi è necessario disporre di a vaso di espansione che assorbe questo aumento ed evita danni alle tubazioni. I vasi di espansione possono essere aperti o chiusi, quest'ultimo è il più diffuso nelle installazioni moderne.
Valvole di sicurezza
Le valvole di sicurezza sono responsabili del controllo del pressione del sistema e rilasciare il fluido se supera i limiti di sicurezza stabiliti.
Glicole
Il fluido utilizzato nella maggior parte degli impianti di energia solare termica è una miscela di acqua e glicole. Questo additivo consente al fluido di resistere a temperature sotto lo zero senza congelarsi, il che è essenziale nei climi freddi.
Dissipatori di calore
Se il fluido si surriscalda eccessivamente, il dissipatori di calore Hanno il compito di rilasciare parte della temperatura, evitando che l'impianto raggiunga livelli di calore pericolosi.
Trappole
Gli scarichi lo consentono rimuovere l'aria che si accumula all’interno del sistema garantendo il funzionamento ottimale del circuito idraulico.
Controllo automatico
I sistemi di energia solare termica più avanzati hanno a controllo automatico che monitora i diversi elementi del sistema, come le temperature del collettore, dell'accumulatore o delle pompe di circolazione. Inoltre, può attivare sistemi di alimentazione ausiliari o di dissipazione secondo necessità.
Grazie all’energia solare termica possiamo produrre acqua calda e riscaldamento in modo più sostenibile. Questa tecnologia continua ad avanzare, permettendoci di ridurre sempre più la nostra dipendenza dai combustibili fossili e di minimizzare l’impatto ambientale.