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TIPOLOGIE DI IMPIANTI SOLARI TERMICI E CONVENIENZA ECONOMICA

» IMPIANTI A CIRCOLAZIONE FORZATA

» IMPIANTI A CIRCOLAZIONE NATURALE

» LE VARIANTI TECNICHE OGGI POSSIBILI

» CONVENIENZA ECONOMICA

IMPIANTI A CIRCOLAZIONE FORZATA

b>Un impianto a circolazione forzata è formato da un collettore solare a sé stante, connesso attraverso un circuito con un serbatoio localizzato nell’edificio. All’interno del circuito solare si trova acqua o un fluido termovettore antigelo. La pompa di circolazione del circuito solare è attivata da un regolatore differenziale di temperatura quando la temperatura all’interno del collettore è superiore alla temperatura di riferimento impostata nel serbatoio di accumulo. Il calore viene quindi trasportato al serbatoio di accumulo e ceduto all’acqua sanitaria mediante uno scambiatore di calore.

Mentre in estate l’impianto solare copre tutto il fabbisogno di energia per il riscaldamento dell’acqua sanitaria, in inverno e nei giorni con scarsa insolazione serve per il preriscaldamento dell’acqua. La parte del serbatoio che contiene l’acqua calda a pronta disposizione, cioè quella da tenere sempre in temperatura, può essere riscaldata da uno scambiatore di calore legato a una caldaia. Il riscaldamento ausiliario viene comandato da un termostato quando nel serbatoio la temperatura dell’acqua nella parte a pronta disposizione scende al di sotto della temperatura nominale desiderata.

Figura: Schema di funzionamento di un impianto a circolazione forzata

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IMPIANTI A CIRCOLAZIONE NATURALE

Negli impianti a circolazione naturale la circolazione tra collettore e serbatoio di accumulo viene determinata dal principio di gravità, senza energia addizionale. Il fluido termovettore si riscalda all’interno del collettore. Il fluido caldo all’interno del collettore è più leggero del fluido freddo all’interno del serbatoio, tanto che a causa di questa differenza di densità si instaura una circolazione naturale. Il fluido riscaldato cede il suo calore all’acqua contenuta nel serbatoio e ricade nel punto più basso del cricuito del collettore. Negli impianti a circolazione naturale il serbatoio si deve trovare quindi in un punto più alto del collettore.

Negli impianti a un solo circuito l’acqua sanitaria viene fatta circolare direttamente all’interno del collettore.

Negli impianti a doppio circuito il fluido termovettore nel circuito del collettore e l’acqua sanitaria sono divisi da uno scambiatore di calore. Gli impianti a circolazione naturale vengono offerti come un’unità premontata fissata su una struttura di supporto oppure vengono integrati nel tetto. Il riscaldamento ausiliario può essere ottenuto con una resistenza elettrica inserita nel serbatoio oppure con una caldaia istantanea a valle del serbatoio.

Figura: Schema di funzionamento di un impianto a circolazione naturale

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LE VARIANTI TECNICHE OGGI POSSIBILI

Gli impianti solari oggi offerti sul mercato si sono dimostrati essere una tecnologia arrivata a piena maturazione.
Il maggiore settore di applicazione risulta essere quello degli impianti solari termici per la preparazione di acqua calda sanitaria e/o per il riscaldamento nelle abitazioni private, dove i risparmi di energia sono tipicamente del 50 – 80% per la preparazione di acqua calda e del 20 – 40% per la domanda totale di calore sia per la preparazione di acqua calda che per il riscaldamento degli ambienti.
Oltre alle suddette applicazioni, l’energia solare termica trova un impiego anche in altri settori, come illustrato nei paragrafi a seguire.

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CONVENIENZA ECONOMICA

Il ricorso all'energia solare per la produzione di acqua calda sanitaria o per supportare il riscaldamento ambientale di abitazioni ed uffici ha come principale giustificazione considerazioni di tipo energetico ad ambientale; per il tipo di applicazioni infatti, calore a basse temperature, l'impiego dell'energia solare è la soluzione più razionale e comporta delle notevoli ottimizzazioni. Le considerazioni energetiche e tecniche ovviamente non basterebbero da sole se non fossero supportate da considerevoli opportunità di risparmio economico.

E' ormai acquisito infatti che le tecnologie del solare termico sono mature commercialmente e impianti ben progettati sono in grado di far risparmiare cifre non trascurabili a chi li utilizza sulla bolletta energetica.

In ragione di questi risparmi, un impianto solare ripaga in pochi anni il costo per la sua installazione e, una volta ripagato, continua a far risparmiare per tutta la sua durata, che non è mai inferiore ai 20 anni. Boiler elettrici e caldaie a gas o a metano comportano invece dei costi annuali per il consumo di energia elettrica o del combustibile che l'utente dovrà sempre sostenere.

La quantificazione precisa del risparmio che si riesce ad ottenere dipende da diversi fattori: utilizzo dell'impianto (n° di persone servite, consumo effettivo, ecc.) localizzazione del sito e radiazione media ricevuta dai collettori; costo dell'energia utilizzata prima dell'installazione dei pannelli solari.

Per dare un ordine di grandezza in merito ai risparmi conseguibili, facciamo un esempio riferendoci ad un caso "tipico", ovvero un nucleo famigliare composto da 4 persone. In questa ipotesi è possibile stimare un consumo medio giornaliero di acqua calda di circa 200/250 litri, che comporta un costo da affrontare superiore alle 600€ nel caso di utilizzo di uno scaldabagno elettrico e di circa 400/450€ nel caso di impiego di caldaia a gas.

Mediamente un sistema solare in Italia può coprire il fabbisogno per una quota pari a circa il 65-70% (con punte superiori all'80% nelle regioni meridionali). Approssimativamente possiamo dire che il risparmio di una famiglia media è valutabile tra le 300 e le 450 Euro.

Con un tale risparmio è ragionevole ipotizzare il recupero totale dei costi di investimento in circa 5-10 anni, in base alla tipologia e qualità di impianto installati. Dopo il periodo di ammortamento gli utenti dell'impianto continueranno a risparmiare cifre considerevoli per un periodo considerevole legato alla vita utile dell’impianto (superiore ai 25 anni) senza sostenere costi aggiuntivi se non piccoli e poco costosi interventi di manutenzione necessari a mantenere il sistema in efficienza. Va infine ricordato che nel caso di case per vacanza al mare l'impianto solare può rivelarsi ancora più conveniente. In questi casi abbiamo infatti:
- costo dell'impianto, dimensionato solo per uso estivo, inferiore;
- rendimenti maggiori per la migliore insolazione;
-tariffe elettriche più care e quindi grandi risparmi se si usava uno scaldabagno elettrico prima dell'installazione.

A rendere ancora più conveniente economicamente l'installazione di collettori solari concorrono una serie di incentivi di tipo fiscale offerti dallo Stato. La convenienza è ancora più evidente nei casi in cui è possibile far il ricorso a programmi di finanziamento ed agevolazione fiscale concessi dalle Regioni in aggiunta agli incentivi previsti a livello nazionale.

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