Generalità

In Italia circa 1/3 dell’intero fabbisogno energetico viene utilizzato per il riscaldamento degli edifici. Tipologie edilizie all’insegna del risparmio energetico, e soprattutto sistemi di riscaldamento moderni sono in grado di ridurre tale fabbisogno, contribuendo così al risparmio delle riserve energetiche esistenti e alla protezione dell’atmosfera terrestre.

Impianti di collettori solari correttamente dimensionati, completi di un sistema di accessori integrati, consentono di soddisfare circa il 50 - 70% del fabbisogno energetico annuo per la produzione d’acqua calda sanitaria di un edificio mono o bifamiliare. Nei mesi estivi l'impianto solare è in grado in certi momenti di soddisfare da solo il fabbisogno energetico. Nei restanti periodi dell'anno la produzione d’acqua calda sanitaria viene integrata da una seconda fonte di calore indipendente, generalmente una caldaia a gasolio o a gas a bassa temperatura oppure, ed è l’alternativa più consigliata, di tipo a condensazione.
Il cuore del sistema è costituito dal collettore solare (pannello) che converte in calore l’energia della luce che penetra al suo interno. Il collettore solare vetrato piano, caratterizzato dalla presenza di una intercapedine tra una superficie trasparente e una piastra assorbente, è di gran lunga il più utilizzato per riscaldare l’acqua a temperature medie di utilizzo comprese tra 45-65 C°. Sul mercato esistono anche altre tipologie tra cui i collettori non vetrati scoperti e a “tubi sottovuoto”. I collettori non vetrati scoperti, semplicemente realizzati con tubi in materiale plastico sono molto economici, ma forniscono prestazioni accettabili solo se utilizzati durante la stagione estiva.
  I collettori sottovuoto sono realizzati eliminando l’aria nell’intercapedine fra il tubo in cui scorre il fluido termo-vettore e l’ambiente esterno. In tal modo vengono ridotte al minimo le dispersioni di calore ed è possibile lavorare in climi più freddi con temperature del fluido riscaldato più elevate (70 - 80 C°). Essi raggiungono un’alta efficienza, pagata con un maggior costo del componente.
Un sistema solare termico, oltre che dei collettori, necessita di tubazioni e altri componenti per rendere il fluido riscaldato disponibile agli utilizzatori. Attualmente la quasi totalità degli impianti esistenti realizzano un circuito chiuso, nel quale il fluido scorre isolato, cedendo il calore destinato all’utenza attraverso uno scambiatore.

Configurazioni di impianto più comuni

Circolazione naturale

La configurazione d’impianto finora più utilizzata in Italia è stata quella a circolazione naturale o a “termosifone” (figura 1), nella quale un serbatoio di accumulo, dotato al suo interno di scambiatore, viene posto al di sopra del collettore stesso.
La circolazione del fluido è garantita dalla differenza di pressione tra il ramo freddo e caldo del circuito chiuso. E’ 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.

Circolazione forzata

Per impianti di taglia medio - grande e in previsione di un utilizzo durante tutto l’anno, è senz’altro da preferire lo schema a circolazione forzata con pompa di ricircolo del fluido che permette di svincolare completamente il posizionamento dei collettori e del sistema di accumulo. Naturalmente un sistema energetico, basato su una fonte rinnovabile aleatoria e non costante nel tempo come il sole, necessita di un sistema integrativo di tipo convenzionale per garantire la continuità nella produzione del calore. A tal fine possono essere integrati nell’impianto i sistemi tradizionali di produzione calore, quali:

• resistenze elettriche, installate direttamente nel boiler

• caldaie istantanee a gas che riscaldano l’acqua in uscita dal Boiler

• caldaie tradizionali che tengono in temperatura l’acqua nel serbatoio mediante uno scambiatore di calore posto nella parte superiore del serbatoio stesso

Requisiti per l’installazione

I collettori solari possono essere collocati su qualsiasi pertinenza dell’immobile di proprietà dell’utente. La decisione in merito alla fattibilità tecnica si basa sull'esistenza nel sito d'installazione dei seguenti requisiti:

• disponibilità dello spazio necessario per installare i pannelli

• assenza di ostacoli in grado di creare ombreggiamento

• corretta esposizione ed inclinazione della suddetta superficie

Le condizioni ottimali per l'Italia sono:

• esposizione SUD (accettata anche SUD-EST, SUD-OVEST, con limitata perdita di produzione)

• in caso di carico costante durante l’anno, inclinazione pari alla latitudine del luogo +/- 5°;

• in caso di carico prevalentemente estivo, inclinazione pari alla latitudine del luogo diminuita di 10 – 15 °

• in caso di carico prevalentemente invernale, inclinazione pari alla latitudine del luogo aumentata di 10 –15 °

Le principali soluzioni tecniche e architettoniche per l’installazione di un impianto sono: