Solare termico - La Bottega dell'Energia

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Energie rinnovabili
Impianti solari termici

Un impianto solare termico permette la trasformazione dell’energia fornita dal Sole in energia termica (calore). Questo processo avviene in modo totalmente gratuito: a differenza di quanto si verifica con le fonti tradizionali di energia, non dobbiamo pagare alcuna somma per il "combustibile" necessario.

Ciò non significa che l’installazione e l’uso di un impianto solare non preveda delle spese. Però, come vedremo, queste spese possono essere ripagate in non molti anni, soprattutto in presenza di un
sistema incentivante.

Come sono fatti?

Sottolineiamo che un pannello solare non è la stessa cosa di un pannello fotovoltaico: il primo converte l’energia gratuita del Sole in calore; il secondo, invece, converte l’energia solare in elettricità.

In generale, i possibili schemi di impianto realizzabili per il solare termico sono ben più numerosi di quelli per il
fotovoltaico. Lo scelta del tipo di impianto dipende da numerosi fattori, ad esempio: tipologia e numerosità dell’utenza, esigenze di utilizzo (produzione di acqua calda sanitaria, supporto al riscaldamento, un mix dei due, riscaldamento dell’acqua delle piscine, ecc.), collocazione geografica, esistenza o meno di obblighi normativi, ecc.

Per farci un’idea del funzionamento di un impianto solare termico, possiamo comunque riferirci ad uno schema di base:



Cuore dell’impianto sono i pannelli solari; possiamo immaginarli come delle "vasche" entro cui circola il fluido termovettore, che viene scaldato dal Sole. Esso non è altro che un’opportuna miscela di acqua e di una sostanza anticongelante, normalmente glicole. La proporzione fra le due sostanze dipende da svariati fattori, fra cui il più importante è la temperatura media esterna prevista per il luogo ove viene collocato l’impianto.

L’uso di una miscela di questo tipo è necessaria sia in inverno (l’acqua da sola gelerebbe), sia in estate: l’aggiunta di glicole permette infatti di alzare il punto di ebollizione (l’acqua da sola bollirebbe a 100 °C) e questo consente di evitare la
stagnazione dell’impianto.

Il fenomeno della stagnazione non è così raro come si pensa: durante la stagione estiva si ha la contemporanea presenza della maggior potenza solare disponibile e della minor richiesta di acqua calda da parte dell’utenza; senza l’aggiunta di glicole (o sostanze simili) all’acqua, questa raggiungerebbe molto facilmente i 100 °C. In queste condizioni l’impianto subirebbe notevoli danni e, con ogni probabilità, cesserebbe di funzionare correttamente.

Importante sottolineare che il fluido termovettore non viene mai a contatto con il "mondo esterno" (persone, animali, oggetti, ecc.): esso serve soltanto a portare calore dai pannelli solari al
serbatoio di accumulo, attraverso il cosiddetto circuito collettori, ove tale fluido transita grazie a particolari pompe, dette circolatori.

All’interno dell’accumulo avviene lo scambio energetico fra il circuito collettori e l’acqua sanitaria: attraverso uno
scambiatore, il fluido termovettore cede calore all’acqua, la quale, poi, verrà impiegata per usi sanitari (produzione di acqua calda sanitaria).

L’acqua fredda viene prelevata dall’acquedotto ed immessa nel serbatoio di accumulo, dove, appunto, verrà scaldata. Poiché l’impianto solare non può funzionare durante tutte le 24 ore (non funziona in presenza di pronunciata nuvolosità e di notte), il serbatoio di accumulo funge da "batteria" per l’intero impianto, garantendo acqua calda sanitaria anche durante le ore di non funzionamento,

Normalmente è presente anche una caldaia di supporto (in genere del tipo a
condensazione), la quale ha almeno due compiti: "aiutare" i pannelli solari nel scaldare l’acqua e sostituirli completamente quando, per più giorni, essi non possono funzionare (questo accade, ad esempio, dopo qualche giorno di brutto tempo, a seconda delle dimensioni dell’accumulo).

Se l’impianto è anche chiamato a fare da supporto al riscaldamento degli ambienti, allora lo schema dell’impianto si complica notevolmente. Ne riportiamo uno a titolo di esempio; come si nota, gli elementi di base (pannelli solari, accumulo, circolatore, caldaia) ci sono ancora tutti, ma ad essi se ne aggiungono molti altri.



Da notare che, in questo caso, all’interno dell’accumulo non è più presente acqua sanitaria, ma un fluido termovettore, che viene scaldato dall’impianto solare e/o dalla caldaia.

Un prelievo di calore viene effettuato per alimentare il sistema di riscaldamento (i migliori risultati si ottengono con il riscaldamento a pannelli radianti
); un altro prelievo serve per la preparazione dell’acqua calda sanitaria. Questo avviene attraverso un apposito preparatore: si tratta di un particolare scambiatore di calore che, quasi-istantaneamente, scalda l’acqua fredda proveniente dall’acquedotto.

Altri schemi impiantistici, ancora più complicati, prevedono due distinti accumuli (l’uno per l’acqua calda, l’altro per il riscaldamento); altri, ancora, richiedono l’uso di particolari accumuli, detti
inerziali (o puffer), in grado di ottimizzare il funzionamento nel caso in cui il supporto all’impianto solare venga fornito, oltre che dalla caldaia (a volte addirittura assente), da altre fonti di calore: tecnologie a biomassa, pompe di calore, ecc.

Per chiudere questa breve "carrellata", dobbiamo ricordare che esistono alcuni tipi di impianto solare molto particolari, destinati a funzionare solamente durante la stagione estiva. Si tratta di impianti che impiegano pannelli a circolazione naturale: in essi è dunque assente il circolatore.

Diamone uno schema di massima, ricordando che il loro uso prevalente è quello del riscaldamento dell’acqua delle piscine e dell’acqua calda per i servizi igienici di campeggi ed utenze stagionali. Anche per questi impianti è possibile prevedere la presenza di una caldaia; in questo caso, però, è l’impianto solare che supporta la caldaia e non viceversa.

              

Tipi di pannelli

Esistono tre tipologie principali di pannelli solari. La scelta dipende da uno svariato numero di considerazioni che il progettista deve fare per garantire il funzionamento ottimale dell’intero impianto.

Ci limitiamo a riportare una tabella che sintetizza le principali caratteristiche delle tre tipologie ed anche qualche immagine che mostra alcuni esempi applicativi.



Sottolineiamo che è fondamentale, anche nei casi più "semplici", chiedere sempre più di un preventivo tecnico-economico per la progettazione e realizzazione
dell’impianto termotecnico completo di sezione solare; la scelta del miglior preventivo deve essere basata non soltanto sul costo complessivo, ma anche sul tipo di servizi offerti. Fra i quali, non da ultima, una corretta e costante assistenza tecnica nel corso degli anni di vita utile dell’impianto (la quale può anche arrivare ad una trentina d’anni).

La cosa migliore da fare potrebbe essere quella di affidarci ad un consulente energetico, il quale esaminerà per noi i preventivi e saprà consigliarci il migliore. Oppure, meglio ancora, una volta capite le nostre esigenze, potrà egli stesso richiedere e selezionare per noi un certo numero di preventivi, fra cui scegliere quello più conveniente ed adatto.







             

Sistemi di incentivazione

Per la realizzazione di impianti solari termici sono al momento disponibili, in Italia, tre distinti sistemi di incentivazione: le detrazioni fiscali per le ristrutturazioni edilizie, quelle per gli interventi di efficienza energetica ed il nuovo "Conto Energia Termico".

Il "Conto Energia Termico", chiamato in questo modo per "assonanza" con il
Conto Energia esistente, in passato, per il fotovoltaico, è un Decreto con il quale i Legislatori hanno in realtà inteso incoraggiare non solo l’impiego di impianti solari termici, ma anche l’uso di pompe di calore, di tecnologie a biomassa, gli audit energetici, la sostituzione di infissi, ecc.

In realtà non sarebbe corretto parlare di conto "energia" in quanto gli incentivi riconosciuti all’impianto solare termico non vengono correlati all’energia termica (calore) effettivamente prodotta, bensì alla superficie di collettori installati (quindi vengono riconosciuti "tot. Euro al metro quadro").

Sono ammessi agli incentivi gli impianti solari con potenza nominale fino a 500 kW; gli incentivi vengono erogati in due anni se la potenza non supera i 35 kW, in cinque anni in caso contrario. Gli incentivi vengono erogati dal GSE in rate annuali.

Secondo alcune simulazioni effettuate dalla rivista QualEnergia, l’adesione al Conto Energia Termico risulta, in linea generale, la scelta più conveniente:

  • Come quantità di denaro "guadagnata"

  • Come tempo di rientro dell’investimento: con le detrazioni fiscali otteniamo degli sgravi "spalmati" in dieci anni, con il Conto Energia Termico in due o cinque anni

  • Per il fatto che gli incentivi del Conto Energia Termico ci vengono versati direttamente sul nostro conto corrente, mentre gli sgravi fiscali costituiscono delle detrazioni, con tutti i meccanismi burocratico-fiscali del caso (fattore "psicologico")


Di fatto, la scelta di aderire ad uno dei tre sistemi di incentivazione, non cumulabili fra loro, non sempre risulta semplice e deve comunque essere valutata attentamente caso per caso. La cosa migliore che possiamo fare è rivolgerci ad un
consulente energetico, che saprà consigliarci al meglio, tenendo conto delle nostre esigenze specifiche.

Diamo maggiori informazioni sul Conto Energia Termico nelle pagine dedicate alla gestione aziendale dell'energia.

Quanto si risparmia?

Il costo di un impianto solare termico è collegato alle esigenze degli utilizzatori dello stesso.
Limitiamoci al caso di impianto destinato alla sola produzione di acqua calda sanitaria. A grandi linee, è necessario 1 mq di pannelli solari per ciascun abitante.

Il costo dell’impianto, completo di tutte le sue parti (quindi non dei soli pannelli), si attesta sui 1.000-1.200 Euro/mq per gli impianti domestici  e scende fino ai 800-850 Euro/mq per gli impianti più grandi (condomini, comunità, alberghi, ecc.). I prezzi sono indicativi e "chiavi in mano" (cioè progettazione, installazione ed IVA compresi).

Precisiamo che il risparmio conseguente all’installazione dell’impianto è da riferirsi a tutto l’anno: anche nella stagione fredda, infatti, i pannelli "rendono di meno" ma danno comunque il loro contributo, preriscaldando l’acqua che verrà poi portata alla corretta temperatura dalla caldaia.

Il risparmio può anche arrivare al 60-80% della bolletta del gas (o dell’energia elettrica, se si usa uno scaldacqua di questo tipo).

Inoltre, usufruendo di uno dei
sistemi incentivanti disponibili, il risparmio può essere ulteriormente incrementato.

Facciamo un esempio, considerando famiglia di 4 persone che vive in un appartamento di 90 mq
in un condominio del Nord Italia. Il consumo annuo di gas metano è di 780 mc, pari a circa 720 Euro. Il costo dell’impianto solari risulta pari a circa 2.800 Euro.

Considerando il caso meno favorevole, l’impianto consente un risparmio di 720 Euro x 60% = 432 Euro all’anno. Senza considerare alcuna incentivazione, l’investimento di 2.800 Euro rientra dopo 2.800 Euro / 432 Euro = 6 anni e mezzo. Considerando anche gli incentivi, questo tempo diminuisce notevolmente, fino anche a dimezzarsi.

Trascorsi 6 anni e mezzo, l’impianto è completamente ripagato e, fino al termine della sua vita utile (che può anche arrivare a 30 anni), i risparmi conseguiti diventeranno, di fatto, veri e propri…guadagni! Tutto ciò non tenendo conto degli inevitabili rincari delle bollette del gas che, durante questi 6 anni e mezzo, si avranno.

I conti che abbiamo appena fatto sono del tutto indicativi, servono soltanto per farci un’idea delle potenzialità degli impianti solari termici. Rivolgendoci ad un buon consulente energetico avremo la possibilità di ottenere una vera e propria previsione di risparmio, calcolata in modo molto più dettagliato, tenendo anche conto delle previsioni dei rincari sulle bollette, degli incentivi fruibili e del preventivo specifico per la realizzazione dell’impianto.

 
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