Impianti solari e pannelli solari principio di funzionamento

Gli impianti solari e quindi il solare termico sono una tecnologia che permette la conversione diretta dell'energia solare in energia termica , utilizzata per il riscaldamento dell' acqua sanitaria.

Gli impianti solari termici da decenni nel mondo vengono installati , infatti gli impianti solari funzionano molto bene proprio per la loro semplicita' e la loro tecnologia affidabile e duratura a costi di investimento molto ridotti.

Come funzionano gli impianti solari termici e quali sono le varie tipologie

Impianti solari termici a circolazione naturale

Impianti solari termici a circolazione forzata

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Gli impianti si dividono in:

1) impianti solari a circolazione naturale (serbatoio sopra i pannelli): il fluido contenuto nei tubi dei pannelli solari scaldandosi sale e cede il calore accumulato all'acqua contenuta nel serbatoio. Sono impianti di piccole dimensioni, di facile installazione e di costo ridotto:

2) impianti solari a circolazione forzata (serbatoio posto sotto i pannelli, ad es. nel locale caldaia): una pompa permette la circolazione del fluido dal serbatoio ai pannelli solari.

Per scegliere il sistema solare più adatto alle vostre esigenze sia per il settore privato che per quello industriale, bisogna considerare vari fattori tra cui:

il numero di persone che utilizzano l'acqua calda
il periodo dell'anno in cui si intende sfruttare l'impianto
la località in cui verrà installato l'impianto
la temperatura di utilizzo dell'acqua calda
il tipo di processo produttivo

Ogni persona consuma mediamente tra i 60 e gli 80 litri d'acqua calda al giorno: da questo valore è possibile desumere la quantità totale di acqua calda che si prevede verrà consumata giornalmente dall'utenza (famiglia, albergo o altro).

Considerando poi il periodo in cui si vuole usare l'impianto (solo primavera/estate o anche autunno/inverno), la località in cui esso verrà installato, la temperatura di utilizzo dell'acqua calda, e il processo produttivo nel caso di attività industriali, si potrà procedere con la scelta dell' impianto più adatto.

Differenze - impianti solari a circolazione naturale e impianti solari a circolazione forzata

I SISTEMI SOLARI A CIRCOLAZIONE NATURALE

Funzionamento impianti solari a circolazione naturale:

I sistemi solari a circolazione naturale sono sistemi a circuiti chiuso, che funzionano a scambio indiretto e, non avendo pompe e componenti elettronici, necessitano di minima manutenzione. Nei tubi del collettore solare passa un fluido (glicole propilenico) che, esposto alle radiazioni solari, si scalda, diviene più leggero (si riduce la sua densità) e sale per convenzione (effetto termosifone) verso il serbatoio.

Il fluido, attraverso un'intercapedine del serbatoio, cede il calore all'acqua in esso contenuta, che confluisce nel circuito sanitario dell'utenza. Il glicole propilenico è atossico e, chiuso in un circuito sigillato, protegge tutto l'impianto dal rischio di congelamento.

IMPIANTI SOLARI TERMICI A CIRCOLAZIONE NATURALE

I SISTEMI SOLARI A CIRCOLAZIONE FORZATA

Un sistema solare "forzato" per la produzione di acqua calda è composto da :

1. da collettori vetrati che possono essere integrati o posati sulla copertura del tetto, oppure installati su un piano orizzontale (terrazza o giardino) con un opportuno traliccio;

2. un serbatoio (denominato "boiler solare", accumulatore o scaldacqua) che, installato nell'edificio (solitamente nel locale caldaia), è dotato di un sistema di riscaldamento ausiliario (termico o elettrico);

3. un circuito idraulico, comprendente le tubazioni, la pompa di circolazione, le valvole, il vaso di espansione (per contenere la dilatazione dell'acqua quando sale la temperatura);

4. un sistema di regolazione elettronico. L'irraggiamento solare che attraversa il vetro di copertura dei pannelli solari, raggiunge l'assorbitore e viene trasformato in calore.

Il calore dei pannelli solari è quindi trasportato dai pannelli collettori al serbatoio tramite un circuito riempito di acqua glicolata (per evitare il gelo in caso di temperature rigide e assenza di sole). II sistema di regolazione elettronico ha il compito di confrontare la temperatura nell'accumulatore (T1) con quella dei collettori (T2). Se T2 e maggiore di T1, la pompa di circolazione viene avviata. II fluido termovettore, passando attraverso delle tubazioni isolate termicamente, arriva all'accumulatore, nel quale è presente uno scambiatore che consente il trasferimento del calore dal fluido all'acqua contenuta nel serbatoio.

IMPIANTI SOLARI - INTEGRAZIONE TERMICA

Se l'apporto energetico proveniente dal circuito solare e insufficiente (cattivo tempo), oppure si verifica un elevato consumo di acqua calda, la temperatura nella parte superiore dell'accumulatore scende sotto un certo livello e allora la centralina elettronica comanda l'inserimento del sistema di riscaldamento ausiliario. Questo può essere termico (di solito gas, gasolio o legna) oppure elettrico (resistenza elettrica, privilegiata nei mesi estivi). I sistemi solari forzati sono caratterizzati da un flusso molto debole di acqua attraverso i collettori (principio "low-flow") e da un eccellente effetto di stratificazione (distribuzione verticale della temperatura) nell'accumulatore, cosa che migliora in modo sensibile il rendimento globale dell'impianto.

Si possono costruire:

1. impianti solari per abitazioni mono o plurifamiliari.
2. impianti solari con doccia solare per: centri sportivi,campeggi, villaggi turistici stabilimenti balneari.
3. impianti solari per acqua calda sanitaria e servizi per : ristoranti,alberghi,case di riposo e ospedali.
4. impianti solari acqua calda per processi industriali che la utilizzano nel loro processo produttivo.  

IMPIANTI SOLARI TERMICI A CIRCOLAZIONE FORZATA

Il dispositivo base: "E' il pannello solare detto anche collettore solare"

I Pannelli 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 150 °C.

Impianti solari con pannelli solari termici a circolazione forzata