FOTOVOLTAICO - IMPIANTI FOTOVOLTAICI

Cos'è un impianto solare termico
Un impianto solare termico permette di trasformare direttamente l'energia solare incidente sulla superficie terreste in energia termica, senza nessuna emissione inquinante e con il risparmio economico associato al mancato utilizzo di fonti energetiche tradizionali (energia elettrica o combustibili fossili). L'energia termica così prodotta viene raccolta in genere sotto forma di acqua calda. Attualmente la tecnologia solare termica viene utilizzata principalmente per la produzione di calore a bassa temperatura (45 - 65 °C) per il riscaldamento dell'acqua sanitaria e per il riscaldamento degli ambienti. Esistono inoltre impianti solari termici per la produzione di calore a media ed alta temperatura (100 - 250 °C) per applicazioni in processi industriali e per la produzione del freddo (solar cooling).
Le configurazioni d'impianto più comuni
La configurazione ottimale per un impianto solare termico è definita sulla base dei fabbisogni dell'utenza, della posizione geografica e delle condizioni climatiche del luogo d'installazione. Le configurazioni degli impianti solari termici possono essere raggruppate in due principali categorie.
• Impianti a circuito aperto: il fluido caldo proveniente dal collettore è proprio la stessa acqua, che raggiunta la temperatura desiderata, arriva all'utenza.
• Impianti a circuito chiuso: il fluido caldo scorre in un circuito chiuso (circuito primario) che cede il calore, attraverso uno scambiatore, all'acqua all'interno di un serbatoio. L'acqua calda così accumulata viene inviata all'utenza tramite un circuito secondario. Attualmente la quasi totalità degli impianti solari termici esistenti è realizzata con un circuito chiuso. L'utilizzo della configurazione a circuito aperto è limitato dai problemi di congelamento dell'acqua e dalla deposizione del calcare nelle tubazioni. Gli impianti a circuito chiuso possono a loro volta essere suddivisi in due tipologie.
Impianti a circolazione naturale:
il serbatoio di accumulo, dotato al suo interno di scambiatore, viene posto al di sopra del collettore stesso. La circolazione è garantita dalla differenza di densità del fluido tra il ramo freddo e caldo del circuito chiuso. È una soluzione impiantistica, interamente installata in esterno, semplice, compatta ed economica, adatta per piccoli impianti situati in località con caratteristiche climatiche miti o per un utilizzo prevalentemente estivo.
Impianti a circolazione forzata:
per impianti di taglia medio-grande e in previsione di un utilizzo durante tutto l'anno, è da preferire lo schema a circolazione forzata con pompa di ricircolo del fluido, che permette di svincolare completamente il posizionamento dei collettori dal sistema di accumulo. Tale soluzione garantisce anche una migliore integrazione architettonica ed un migliore risultato estetico, consentendo di collocare il serbatoio in un idoneo locale tecnico e non sul tetto.
Il sole è una fonte energetica non costante nel tempo e legata alle condizioni climatiche. Per tali ragioni gli impianti solari necessitano di un sistema di riscaldamento integrativo di tipo convenzionale per garantire la continuità nella produzione del calore.
A tal fine possono essere integrati nell'impianto i seguenti sistemi:
• resistenza elettrica, installata direttamente nel serbatoio solare;
• caldaia istantanea che riscalda l'acqua in uscita dal serbatoio solare;
• caldaia che tiene in temperatura l'acqua nel serbatoio solare mediante uno scambiatore di calore posto nella parte superiore del serbatoio stesso.
In definitiva, un impianto solare termico, oltre ai collettori, comprende:
• un serbatoio di accumulo;
• uno o più scambiatori di calore;
• una pompa di ricircolo e relativa centralina di comando (se l'impianto è a circolazione forzata);
• un sistema integrativo del calore di tipo tradizionale (gas, gasolio, elettricità, biomasse);
• valvole, tubazioni ed altri componenti per la sicurezza.

GUIDA AL SOLARE TERMICO
IMPIANTO SOLARE TERMICO A CIRCOLAZIONE NATURALE

Lo schema idraulico sopra riportato rappresenta un impianto solare termico a circolazione naturale per la produzione di acqua calda sanitaria per un fabbisogno di 1-3 persone, con integrazione di caldaia istantanea. Negli impianti a circolazione naturale, la circolazione del fluido (glicole propilenico, atossico, chiuso in un circuito sigillato che protegge tutto l'impianto dal rischio di congelamento) dal collettore al serbatoio di accumulo viene determinata dal principio di gravità, senza energia addizionale. Il fluido termoconvettore si riscalda all'interno del collettore perdendo peso. Si instaura così una differenza di densità che determina una circolazione naturale per convezione verso il serbatoio. Il fluido riscaldato cede il suo calore all'acqua contenuta nel serbatoio tramite uno scambiatore e ricade nel punto più basso del circuito del collettore. L'acqua prelevata arriva direttamente all'utenza passando per il miscelatore. Se nel momento dell'utilizzo l'acqua non dovesse avere una temperatura adatta (rilevata dalla sonda), la valvola a tre vie devia il flusso alla caldaia istantanea che ne aumenta la gradazione. Questo è un sistema molto semplice che necessita di minima manutenzione e non richiede uso di energia.