Solare Termico

Solare Termico

Il solare termico è una delle due forme principali di sfruttamento dell’energia solare. In particolare è quella forma che viene sfruttata per riscaldare l’acqua, permettendo un risparmio in termini energetici ed economici non indifferente, in quanto evita l’utilizzo del gas o dell’elettricità classica per raggiungere lo stesso scopo.

Il sole fornisce generosamente energia gratuita per scaldare i nostri corpi e far crescere il nostro cibo, per illuminare i nostri giorni e asciugare i vestiti. Dunque da qui è nato il pensiero: perché non utilizzare l’energia termica per produrre calore in casa?

Ci sono diverse tecnologie per raggiungere tale scopo, le quali si concentrano sui generatori solari di acqua calda installati sui tetti. Si tratta di una forma di riscaldamento “fai da te”, in quanto è staccata dalla rete elettrica nazionale. Inoltre è eco-friendly in quanto permette di risparmiare sulle emissioni, non producendo nemmeno un grammo di gas serra.

Una forma di solare termico più recente è la torre solare, cioè un grande camino solare attraverso il quale l’aria riscaldata sale e dà energia a delle turbine le quali a loro volta generano energia elettrica. L’aria viene riscaldata in una serra di grandi dimensioni, tra i 2 e i 36 chilometri di diametro, ma è ancora poco utilizzata. C’è una proposta per una grande torre solare nel centro dell’Australia, mentre la più vicina a noi oggi è in Spagna  e fornisce circa 20 MW di energia all’anno.

Tornando ai metodi più comuni, l’acqua può essere riscaldata attivamente o passivamente.

• Il riscaldamento passivo si verifica solo quando l’acqua, riscaldata direttamente dal sole, viene utilizzata attraverso un riscaldatore di acqua convenzionale;
• Il riscaldamento attivo si verifica quando un elemento all’interno di un sistema di riscaldamento solare di acqua calda riscalda l’acqua nei giorni di sole.

I più ampi benefici, come il risparmio sulle bollette energetiche e l’aumento della disponibilità di acqua calda, si possono ottenere con l’installazione di un riscaldatore solare su un tetto, il quale può far anche aumentare il valore economico dell’abitazione.

I collettori termici solari si possono classificare come a bassa, media o alta temperatura. I collettori a bassa temperatura sono piatti, in genere utilizzati per riscaldare le piscine; i collettori a media temperatura sono di solito piatti ma più grandi utilizzati per la creazione di acqua calda per uso residenziale e commerciale; quelli ad alta temperatura concentrano la luce solare con specchi o lenti e sono generalmente utilizzati per la produzione di energia elettrica.

I due principali tipi di pannelli solari per il riscaldamento dell’aria sono vetrati e non vetrati. I collettori solari vetrati sono progettati principalmente per il riscaldamento ed il ricircolo dell’aria attraverso un pannello solare in cui l’aria viene riscaldata e poi diretta nuovamente dentro l’edificio. Questi sistemi solari di riscaldamento richiedono almeno due penetrazioni nella costruzione e funzionano solo quando l’aria nel collettore solare è più calda rispetto alla temperatura della stanza. La maggior parte dei collettori vetrati sono utilizzati nel settore residenziale.

I collettori solari non vetrati sono invece utilizzati principalmente per pre-riscaldare l’aria negli edifici commerciali, industriali e istituzionali con un carico elevato di ventilazione. Chiamati anche “pannelli solari emersi”, si installano nei muri e tramite un assorbitore di calore solare, conducono il calore nell’edificio. Queste soluzioni possono aumentare la temperatura dell’aria in ingresso fino a 22° C e fornire temperature di uscita fino a 45-60° C.

L’energia solare termica può essere molto utile per l’essiccazione del legno per la costruzione e del legno combustibile, ma anche per i prodotti alimentari come frutta, cereali e pesce. Può essere utilizzata in cucina per il fornello solare, molto utilizzato in aree calde come l’India in cui si concentra la luce solare su un ricevitore mobile per la produzione di vapore per la cottura.

Il primo fornello solare è stato costruito da Horace de Saussure nel 1767, e si basava su un contenitore isolato con un coperchio trasparente puntato verso il cielo, anche se parzialmente nuvoloso. Con le opportune modifiche era in grado di raggiungere temperature di 50-100° C. Oggi esistono diversi modelli di fornello solare che, grazie alle tecnologie più moderne, possono raggiungere temperature fino a 350° C.

L’energia solare termica è utilizzata anche per rendere l’acqua potabile nelle zone in cui l’acqua pulita non è molto facile da raggiungere. La distillazione solare fa evaporare e condensare sul fondo del bicchiere le sostanze nocive, convogliando poi il vapore in un altro contenitore dove si condenserà e tornerà acqua pura.

Dal momento che un impianto ad energia solare non fa uso di alcun combustibile, il costo è formato principalmente dai costi di investimento con oneri secondari operativi e di manutenzione. Il costo si calcola per kWh, denominato anche “costo attualizzato dell’energia”. Il primo passo è il calcolo per determinare l’investimento per la produzione di 1 kWh in un anno. Il calcolo si effettua dividendo il costo iniziale dell’impianto per la quantità di kWh prodotti. Ad esempio la centrale di Andasol, in Spagna, una delle più grandi al mondo, ha un costo di 1,73 € per kWh perché ha avuto un costo iniziale di 310 milioni di euro ed una capacità di produzione di 179 GWh all’anno. Per essere competitivo il prezzo, specie per un impianto domestico, deve aggirarsi intorno ad un euro per kWh.

Per approfondire:

• Contributi solare termico
• Differenza solare termico-fotovoltaico
• Forno solare
• Solar Reserve
• Solare termico in Europa
• Solare termico in Italia
• Sun Day 2010

[Fonti: Alternate Energy Resources; Wikipedia]
[Foto:solesa.eu]