Solare termico
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Solare termico indica un sistema in grado di trasformare l’energia irradiata dal sole in energia termica, ossia calore, che può essere utilizzato negli usi quotidiani, quali ad esempio il riscaldamento dell’acqua per i servizi o il riscaldamento degli ambienti. Nel caso si utilizzi il calore del Sole per produrre corrente tramite l'evaporazione di fluidi vettori che alimentano turbine collegate ad alternatori si parla di solare termodinamico.
Gli impianti solari termici sono i dispositivi che permettono di catturare l'energia solare, immagazzinarla e usarla nelle maniere più svariate. Gli impianti si disitinguono in:
- impianti a basse temperature (fino a 120°C)
- impianti a medie temperature(ca. 500°C)
- impianti ad alte temperature (ca. 1000°C) che trovano applicazione soprattutto nei grossi impianti industriali.
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[modifica] Classificazione impianti solari termici in base alla temperatura di esercizio
Solare termico a bassa temperatura Le tecnologie a bassa temperatura comprendono i sistemi che usano il pannello solare per riscaldare un liquido o l'aria, con lo scopo di trasferire calore per produrre acqua calda o riscaldare gli edifici. Le temperature che si possono raggiungere sono al di sotto dei 100 °C (in rare occasioni si può arrivare a 120 °C).
Solare termico a media temperatura La più comune tra le applicazioni della conversione a media temperatura è rappresentata dai forni solari. Essi sono dispositivi che richiedono la concentrazione dei raggi solari per raggiungere temperature superieri ai 250 °C, in Italia interessano una nicchia di mercato relativa all'hobbistica, mentre possono avere buone applicazioni nei Paesi ove la scarsità di risorse energetiche è un problema quotidiano.
Solare termico ad alta temperatura Viene utilizzato per lo più per la produzione di elettricità: il fluido caldo che si ottiene viene usato per far muovere una turbina a vapore e produrre quindi energia elettrica. Le tecnologie ad alta temperatura più utilizzate sono: gli specchi parabolici lineari, le torri solari ed i sistemi a concentratori parabolici indipendenti.
Impianti a media o alta temperatura vengono anche denominati solare termodinamico.
[modifica] Principali applicazioni impianti a basse temperature
Le principali applicazioni degli impianti a bassa temperatura sono:
- riscaldamento dell'acqua sanitaria ad uso domestico, alberghiero, ospedaliero
- riscaldamento acqua del le docce (esp. Stabililimenti balneari, campeggi ...)
- riscaldamento degli ambienti domestici
- riscaldamento dell'acqua per processi a bassa temperatura
- essiccazione di prodotti agro-alimentari
- raffrescamento degli ambienti
[modifica] I collettori solari
Il "collettore solare" o pannello solare è il dispositivo base su cui si basa questa tecnologia. I collettori sono attraversati da un fluido termovettore incanalato in un circuito solare che lo porterà ad un accumulatore. L'accumulatore ha la funzione di immagazzinare più energia termica possibile al fine di poterla usare successivamente al momento del bisogno.
I collettori solari sono costituiti da:
- Un corpo nero assorbente (nel quale scorre un fluido termovettore) avente la funzione di assorbire l'energia irradiata dal sole e trasferirla sotto forma di energia termica al fluido in esso contenuto.
- una copertura trasparente sulla parte esposta al sole avente la funzione di limitare le dispersioni di calore verso l'ambiente esterno.
[modifica] Installazione
I collettori solari vengono connessi tra loro in serie e parallelo in modo da riuscire a produrre consistenti quantità di acqua calda ad una temperatura compresa tra i 50°C e 160 °C. Un metro quadrato di pannello solare può scaldare alla temperatura di 45/60°C fino a 300 l/giorno, a seconda delle condizioni climatiche.
[modifica] Composizione impianto solare termico
Un impianto solare termico è composto sempre almeno dalle seguenti unità:
- 1 o più collettori che cedono il calore del sole al fluido; ne esistono di vari tipi, dalla semplice lastra di rame percorsa da una serpentina e pitturata di vernice nera, al pannello selettivo trattato con biossido di titanio (TINOX) all'assorbitore sottovuoto. Nei primi due casi l'assorbitore è protetto da un vetro temperato, che può essere prismatico;
- 1 serbatoio di accumulo dell'acqua.
Esistono due tipi di impianti:
- a circolazione naturale: in questo tipo il fluido è l'acqua stessa che riscaldandosi sale per convezione in un serbatoio di accumulo (boiler), che deve essere posto più in alto del pannello, dal quale viene distribuito alle utenze domestiche; il circuito è aperto, in quanto l'acqua che viene consumata viene sostituita dall'afflusso esterno. Questo impianto ha per pregio la semplicità ma è caratterizzato da una elevata dispersione termica, a scapito della efficienza.
- a circolazione forzata: un circuito composto dal pannello, una serpentina posta all'interno del boiler ed i tubi di raccordo. Una pompa, detta circolatore, permette la cessione del calore raccolto dal fluido, in questo caso glicole propilenico, simile al glicole etilenico (il liquido usato per i radiatori dele automobili), alla serpentina posta all'interno del boiler. Il circuito è notevolmente più complesso, dovendo prevedere un vaso di espansione, un controllo di temperatura ed altri componenti, ed ha un consumo elettrico dovuto alla pompa e alla centralina di controllo, ma ha una efficienza termica ben più elevata, visto che il boiler è posto all'interno e quindi meno soggetto a dispersione termica durante la notte o le condiziioni climatiche avverse.
