Tipologie dei pannelli solari

I pannelli solari possono essere raggruppati in alcune tipologie principali. Le differenze (di tecnologie costruttive, di materiali impiegati, di costo, ecc.) fra i vari pannelli servono a dare le risposte più appropriate alle differenti esigenze degli utenti e alle diverse possibili condizioni d'installazione e di impiego. Una breve trattazione delle tipologie costruttive dei pannelli solari servirà ad aiutare i consumatori nel compiere scelte consapevoli e ragionate sulla base delle peculiari esigenze di ciascuno.

Pannelli solari vetrati

I pannelli solari vetrati sono quelli classici composti dal pannello vero e proprio e da un serbatoio di accumulo dell'acqua: insieme costituiscono un sistema solare completo. l'assorbitore di calore inserito nel pannello è termicamente isolato dalla temperatura dell'aria esterna, tramite un vetro temperato, sopra, e uno strato di isolante sotto (scocca posteriore). In questo modo si sfrutta al meglio 1'effetto selettivo del vetro all'infrarosso che permette di raggiungere la massima temperatura e la maggiore efficienza. II vetro è trasparente alla luce del sole che entra, ma è opaco ai raggi infrarossi che sono trattenuti all'interno. I raggi del sole, che raggiungono la parte interna del pannello, lo scaldano ed il calore è trattenuto all'interno. In virtù di tali caratteristiche, questi pannelli sono in condizioni di produrre acqua calda in tutti i mesi dell'anno. Ciascun produttore di pannelli solari propone vari modelli che si diversificano fra loro sul piano tecnico, economico ed impiantistico, offrendo agli acquirenti un'ampia possibilità di scelta. E' pertanto difficile fare una catalogazione che evidenzi con precisione le caratteristiche di ciascuna marca e di ciascun modello. Tuttavia, per facilitare la comprensione delle caratteristiche tecnologiche e di qualità dei prodotti presenti sul mercato italiano, abbiamo suddiviso i pannelli solari vetrati in tre categorie di seguito indicate.

1. Pannelli a superficie selettiva

Anelli a superficie selettiva.

In questi pannelli. l'assorbitore di calore, di colore nero, è stato trattato con un prodotto selettivo all'infrarosso, che trattiene il calore del sole e riduce la riflessione, potenziando le analoghe azioni del vetro soprastante. questa tecnologia permette di ottenere dai pannelli un maggior rendimento ma, ovviamente, il loro costo è più elevato. I pannelli a superficie selettiva hanno un buon rendimento anche durante i mesi invernali e la loro installazione è consigliata quando si prevede di utilizzarli tutto l'anno.

2. Pannelli non selettivi

In questo tipo di pannelli la superficie dell'assorbitore di calore non viene trattata, ma viene ugualmente verniciata in nero, per meglio trattenere i raggi solari. Il loro rendimento è inferiore di circa il 10% a quello dei pannelli trattati con prodotti selettivi. Anche il costo è inferiore. l'impiego di questa tipologia di pannelli è particolarmente indicato per le seconde case, utilizzate nei mesi estivi, e per le zone con abbondante insolazione.

3. Pannelli con serbatoio integrato

Nei pannelli con serbatoio integrato l'assorbitore di calore ed il serbatoio di accumulo si confondono in un unico oggetto e l'energia solare va direttamente a scaldare l'acqua accumulata. Per effetto del principio che l'acqua calda tende a salire e quella fredda a scendere, si viene a creare all'interno del serbatoio un moto cosiddetto convettivo che distribuisce il calore captato a tutta la massa d'acqua. Questi comodi e compatti elettrodomestici solari, formati da un unico blocco, sono di facile trasportabilità e di altrettanto facile installazione ed hanno un costo relativamente basso. Alcuni di essi non sono idonei all'utilizzo nelle località ove l'inverno è lungo e rigido perché il loro rendimento in quel periodo è scarso e perché 1'acqua contenuta nel serbatoio potrebbe congelarsi e rovinare il pannello. Sono comunque disponibili sul mercato anche sistemi compatti adatti per ogni condizione climatica.

Pannelli solari vetrati ad aria calda

Si tratta di collettori che hanno caratteristiche costruttive simili a quelle dei normali pannelli vetrati, tranne il fatto che in essi circola aria anziché acqua. L:aria viene fatta circolare tra vetro e assorbitore o, in alcuni casi, in un'intercapedine ricavata tra 1'assorbitore ed il fondo di poliuretano isolante. Poiché 1'aria scambia calore con più difficoltà dell'acqua, affinché questa assorba il calore della radiazione incidente, occorre assicurarle un tempo di permanenza abbastanza lungo all'interno del pannello. Per questo motivo l'assorbitore è alettato e offre percorsi tortuosi che rallentano il flusso d'aria. l'impiego di questi collettori, integrato con i tradizionali impianti termici, è particolarmente adatto per il riscaldamento degli edifici o per essiccare prodotti alimentari.

Pannelli solari sottovuoto

La tecnologia dei pannelli solari sottovuoto è più sofisticata di quelli vetrati. Ovviamente sono molto più costosi, ma sono in grado di fornire prestazioni assai elevate. I pannelli sottovuoto, oltre ad essere costruiti con tutti gli accorgimenti tecnici atti a trattenere il calore, descritti per i pannelli a superficie selettiva, sono, appunto sottovuoto. Essi si presentano come tubi di vetro, contenenti all'interno un elemento assorbitore di calore, al cui interno la pressione dell'aria è ridottissima, cosi da impedire la cessione del calore da parte dell'assorbitore. A questo scopo, in fase di assemblaggio, l'aria tra assorbitore e vetro di copertura viene aspirata e l'involucro deve assicurare una tenuta perfetta e che rimanga tale nel tempo. I pannelli solari sottovuoto hanno un ottimo rendimento in tutti i mesi dell'anno e sono particolarmente adatti ad essere installati negli edifici residenziali ubicati nelle zone ad insolazione medio-bassa, anche in condizioni climatiche rigide (aree del Nord Italia, zone montane e di alta collina, ecc.).

Pannelli solari scoperti

I pannelli solari scoperti sono adatti per gli utilizzi nella stagione estiva: riscaldamento di piscine scoperte, acqua calda per le docce negli stabilimenti balneari, nei campeggi, negli alberghi stagionali, ecc. I pannelli solari scoperti sono privi di vetro e l'acqua passa direttamente all'interno dei tubi del pannello, dove viene riscaldata dai raggi solari ed è pronta per essere usata. Il limite di questi pannelli è che, non essendo coibentati, funzionano con una temperatura ambiente di almeno 20°C (al di sotto il bilancio tra energia accumulata ed energia dispersa è sfavorevole), e la temperatura massima dell'acqua non supera i 40°C. Proprio per questo motivo il loro impiego è ideale per le utenze stagionali. II loro costo è notevolmente più basso dei pannelli vetrati e l'installazione è talmente semplice da poter essere fatta autonomamente. Il materiale usato per costruire i pannelli scoperti può essere PVC, Neoprene o Polipropilene. Quest'ultimo materiale consente di realizzare pannelli capaci di sopportare una pressione dell'acqua fino a sei atmosfere:

I pannelli solari del futuro

Il Centro Comune di Ricerca della Comunità Europea di Ispira ha sviluppate un tipo di sistema solare che trasporta spontaneamente il calore verso il basso. In questo sistema il calore passa dal pannello allo scambiatore, situato nel serbatoio di accumulo dell'acqua, sotto forma di calore di evaporazione. Cioè, 1'energia solare fa evaporare il liquido del pannello che, attraverso cicli di pressione creati da una valvola a galleggiante, viene trasportato naturalmente nello scambiatore di calore, anche se questo si trova parecchi metri più in basso del pannello solare. Durante la fase di trasporto del calore, il vapore creatosi all'interno del panello va nello scambiatore di calore, dove cede all'acqua il calore di condensazione e ridiventa liquido. I cicli di pressione regolati dalla valvola permettono al liquido condensato un naturale ricircolo nel circuito. Questo sistema ha un funzionamento estremamente affidabile (praticamente senza possibilità di guasti) e permette di godere del vantaggio della circolazione naturale, senza essere obbligati a posizionare il serbatoio dell'acqua più in alto del pannello solare. Le caratteristiche specifiche del sistema ne rendono privilegiato 1'uso nelle zone montane, dove il freddo potrebbe creare problemi a posizionare esternamente il serbatoio dell'acqua, ma la sicurezza di funzionamento e l'assenza di manutenzione dovrebbero favorirne l'impiego anche per applicazioni più convenzionali.

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