Come funzionano e quanto rendono i pannelli solari per acqua calda

Con le bollette del gas sempre più care, non è un mistero che molti consumatori siano alla ricerca di metodi alternativi per eliminare, o quantomeno ridurre, il ricorso al metano o al gas in bombole.

Una grossa mano per la produzione di acqua calda, per esigenze sanitarie o per riscaldamento, può venire da fonti rinnovabili come i pannelli solari termici o i pannelli fotovoltaici.

Nel linguaggio comune molti confondono, erroneamente, un sistema con l’altro. Le differenze però sono notevoli, e le abbiamo già affrontate in un precedente articolo. In sintesi, i pannelli solari termici producono acqua calda dal sole, mentre i pannelli fotovoltaici generano energia elettrica. 

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In questo articolo approfondiremo le tipologie di impianti solari termici e quali sono i fattori che influiscono sul loro rendimento.

Quali tipi di impianti solari termici esistono?

Un impianto solare termico è composto da dei collettori solari (generalmente un pannello, ma possono essere anche dei tubi sottovuoto) esposti al sole che assorbono la luce e ne trasferiscono il calore a un fluido (contenuto all’interno del pannello o dei tubi, può essere acqua o glicole – molto utile nei climi freddi perché non congela) che riscalda l’acqua attraverso uno scambiatore di calore. L’acqua è contenuta in un serbatoio di accumulo detto bollitore.

Le tipologie di impianti solari termici sono due:

• Impianti a circolazione naturale. In questo impianto il bollitore viene posizionato al di sopra del collettore per agevolare la circolazione (naturale, appunto) del fluido riscaldato dal sole. In pratica, il fluido scaldato dal sole diventa meno denso e comincia a salire verso l’alto, per convezione, dal collettore allo scambiatore del bollitore. Da qui il calore accumulato viene trasferito all’acqua. E’ un sistema molto utilizzato nelle aree con elevato irraggiamento solare.
• Impianti a circolazione forzata. In questo caso il serbatoio di accumulo dell’acqua è distanziato dal collettore tramite tubazioni, e il fluido viene mandato in circolo da una pompa elettrica controllata da una centralina. Questo tipo di impianti occupa più spazio rispetto a quello a circolazione naturale, e serve sia a produrre acqua calda sanitaria che a integrarsi con gli impianti di riscaldamento degli ambienti.

Poi, a seconda del tipo di collettore possiamo avere:

• Pannelli solari piani vetrati, dove una lastra trasparente di vetro temperato e un telaio isolato dietro il pannello delimitano una camera dentro la quale è presente un assorbitore della luce solare
• Pannelli solari termici selettivi: questa variante prevede, rispetto alla precedente, un trattamento speciale del vetro, ridurre le perdite di energia dovute alla riflessione sul pannello
• Pannelli solari termici sottovuoto: qui non c’è una lastra di vetro, ma una serie di tubi vetrati al cui interno sono presenti degli assorbitori sottovuoto. Vengono usati soprattutto nelle regioni in cui non ci sono condizioni climatiche ottimali.

Quali sono i vantaggi (e gli svantaggi) di un impianto solare termico?

L’installazione di un impianto solare termico assicura diversi benefici. In dettaglio:

• Vantaggi fiscali: ad oggi (2024) è disponibile la detrazione fiscale del 65%, che si recupera in 10 anni sull’IRPEF (se a eseguire l’intervento è una persone fisica) o sull’IRES (nel caso di società). Questo incentivo è concesso quando si effettuano lavori che aumentano l’efficienza energetica di un edificio esistente, e si applica a tutte le spese sostenute (che comprendono la fornitura, la posa in opera, le spese dei professionisti coinvolti, le opere murarie e altro).
• In alternativa si può usufruire del Conto Termico 2.0, che sostiene gli interventi di riqualificazione energetica degli edifici facendo recuperare parte della spesa attraverso il GSE (Gestore dei Servizi Energetici, la società del Ministero dell’Economia che si occupa della promozione dell’efficienza energetica), che eroga un bonifico pari a un massimo di 5.000 euro.
• Vantaggi economici: consistono innanzitutto in forti risparmi sulla bolletta del gas. Parliamo di un 50/60% in meno sulla produzione di acqua calda sanitaria, e del 30/35% se si usa l’impianto come integrazione al riscaldamento.
• Vantaggi ambientali: con un impianto solare termico si riducono le emissioni di CO2 e si contribuisce alla lotta contro il cambiamento climatico
• Possibilità di utilizzo combinato per produrre acqua calda sanitaria e riscaldamento. E’ l’ideale per integrare un impianto di riscaldamento preesistente. In primavera e in estate (da marzo ad ottobre, con differenze di rendimento a favore degli impianti realizzati nel sud Italia) si può spegnere la caldaia e lasciare che sia il sole a fornire il 100% dell’acqua sanitaria
• Aumento del valore dell’immobile: se si abbina l’impianto solare termico a una caldaia a condensazione si aumenta l’efficienza energetica, e di conseguenza anche la classe energetica di un edificio. E quindi, in caso di vendita, si potrà chiedere un prezzo più alto
• Manutenzione ridotta al minimo
• Durata elevata (si parla di almeno 20 anni, quando viene effettuata una manutenzione periodica)

Gli svantaggi sono principalmente dati dalla presenza o assenza di luce diretta solare. I pannelli solari termici, infatti, immagazzinano il calore prodotto dal sole e lo cedono all’acqua contenuta nel serbatoio. Per questo motivo funzionano meglio d’estate e, ancora meglio, al Sud. Nei pannelli a circolazione forzata questo problema è minore perché l’efficienza termica è più elevata (come il loro costo…). Una parola anche sul fatto che i pannelli possono surriscaldarsi e quindi danneggiarsi, compromettendo il funzionamento dell’impianto. Per questo motivo è indispensabile una manutenzione periodica regolare.

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Qual è il rendimento effettivo di un impianto solare termico?

Se da una parte i pannelli fotovoltaici producono energia elettrica, e non si limitano a riscaldare l’acqua, è anche vero che occupano molto più spazio, e sono molto meno efficienti (circa il 20/25%) rispetto a un piccolo impianto solare termico, che porta via solo un paio di metri quadri, e ha un rendimento che può raggiungere l’80%.

Detto ciò, chi volesse avere una stima molto approssimativa deve sapere che un metro quadro di pannello solare termico può produrre 80/100 litri di acqua calda, a 40* (che in estate raggiungono i 70) per le esigenze di una persona.

Come si può intuire, è una stima basata su condizioni ideali. E’ indispensabile che vi siano condizioni climatiche ottimali (ovvero, la quantità di luce solare disponibile, la presenza di nuvole o foschia, persino la temperatura dell’aria) e che l’installazione sia effettuata con pannelli orientati verso sud est o sud ovest e alla corretta inclinazione (quella ottimale è tra 25 e 40 gradi).

Un calcolo preciso lo può eseguire solo un tecnico incaricato di creare l’impianto, che prenderà in esame tutte le variabili che abbiamo citato prima.

Un altro modo per risparmiare sulla bolletta del gas

I pannelli solari termici rappresentano un modo molto efficace per ridurre drasticamente i consumi domestici di gas. Come abbiamo sottolineato, però, è sempre indispensabile avere a disposizione una caldaia, che lavora con il solare termico, per compensare i periodi (inverno, o giornate particolarmente buie) in cui l’impianto è costretto ad avere un rendimento non ottimale.

Per risparmiare al massimo sul consumo di gas della caldaia la scelta più saggia è quella di andare a caccia di un fornitore di energia che sia più conveniente possibile.

Nel mercato libero del gas sono presenti decine di operatori, ognuno con tariffe più “mirabolanti” dell’altro. Come è possibile districarsi nella giungla delle offerte?

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