Indice
In questa guida spieghiamo quali sono le caratteristiche dei pannelli solari termici e vediamo quali risultano essere i prezzi dei vari prodotti.
I pannelli solari termici consentono, attraverso l’irraggiamento solare, di ricavare energia termica in forma di acqua calda, da trasferire all’impianto di riscaldamento della nostra casa. Utilizzando questa tecnologia è possibile risparmiare notevolmente sulla bolletta, rispettando l’ambiente. Leggi la guida per conoscerne caratteristiche, tipologie, e come scegliere il modello di pannelli solari termici per il riscaldamento di casa in base a criteri di qualità, prezzo e corretta informazione per il consumatore.
Storia
Il funzionamento dei pannelli solari termici è basato sul fenomeno per cui gli oggetti colpiti dai raggi del sole si riscaldano e il calore così prodotto può essere raccolto e mantenuto. Inoltre i corpi chiari riflettono la luce mentre quelli scuri l’assorbono riscaldandosi. Facciamo adesso un breve percorso lungo i secoli per vedere con quali modalità è stata sfruttata l’energia solare prima di giungere all’attuale sistema dei pannelli solari termici. Durante l’Impero romano si conosceva già un sistema per sfruttare l’irraggiamento solare attraverso l’effetto serra creato dai vetri. Tale sistema veniva utilizzato per scaldare abitazioni e l’acqua. Ma chiaramente non si trattava ancora di un utilizzo sistematico dell’energia emessa dal sole. Un primo tipo di pannello solare, detto eliometro, fu inventato nel 1767 da Horace-Bénédict de Saussure , un fisico svizzero.
Era un utensile, una pentola di legno foderata di sughero nero che venne utilizzata dai primi pionieri americani per cucinare durante i viaggi verso l’Ovest. La pentola raggiungeva una temperatura di 109 °C grazie ad un sistema di tre strati di vetro posti ad una certa distanza tra loro nella parte alta della pentola. Nel 1830 in Inghilterra John Herschel modificò ,perfezionandolo ,il sistema ideato da Horace-Bénédict de Saussure dando inizio ad una tecnica di cottura chiamata oggi solar cooking. Tale tecnica di cottura da la possibilità a molte popolazioni povere del Sud Africa di cucinare evitando l’utilizzo del legno. Nel 1861 il francese Auguste Mouchot brevettò il primo motore meccanico,di 1 kw di potenza, utilizzando l’energia solare.
Lo scopo di Auguste Mouchot era di proporre un motore alternativo rispetto a quello a carbone e anche se si assicurò fondi per proseguire le sue ricerche, il basso prezzo del carbone rese antieconomica la produzione del suo motore. Alla fine del 1800 si susseguirono tutta una serie di nuove modalità e tecniche per sfruttare l’energia solare.
Nel 1885 il francese Charles Tellier ideò un sistema per produrre vapore grazie a dei pannelli piani. Nel 1884 negli USA John Ericsson, creò il primo pannello parabolico per produrre vapore. Queste invenzioni vennero seguite e riapplicate da altri ricercatori come da Frank Shuman nel 1906 che costruì un impianto in Egitto, costituito da concentratori, della potenza di circa 300 KW. Nel 1891 l’americano Clarence Kemp brevetta il primo solare termico per produrre acqua calda sanitaria ad uso commerciale.
Il sistema ideato da Kemp ebbe un grande successo diffondendosi soprattutto a seguito della crisi energetica del 1973.
Un periodo di stasi si ebbe con la Prima guerra mondiale ma a partire dal 1920 negli USA si diffuse il sistema day and night water heater che forniva acqua calda durante il giorno. Tale sistema a circolazione naturale vide particolare diffusione soprattutto nelle zone degli USA maggiormente soleggiate come California e Florida. Nel 1935 sempre in America , fu costruito il primo edificio che utilizzava per il riscaldamento un impianto di pannelli solari. Un decennio dopo i pannelli solari videro una diffusione su larga scala nel 1948 erano utilizzati in tutti gli USA.
Funzionamento
Il principio su cui si basano i pannelli solari termici è semplice: il calore fornito dall’irraggiamento solare viene immagazzinato e trasmesso ad un fluido, aria o acqua, detto termovettore che trasporta appunto il calore e che viene utilizzato per il riscaldamento di un ambiente o per produrre acqua calda. Questo sistema base è impiegato per qualunque impianto di pannelli solari termici che si differenziano tra loro per la modalità con cui il calore può essere trattenuto. L’impianto solare è costituito da tre parti fondamentali: il pannello solare in cui è presente un assorbitore di calore, il collettore simile ad un radiatore, per mezzo del quale il calore assorbito dal sole viene trasferito all’acqua del serbatoio ; il serbatoio di accumulo dell’acqua calda;e i collegamenti idraulici ed elettrici.
I pannelli solari termici funzionano anche con poco sole, perchè raccolgono calore sia dai raggi solari diretti che dall’irraggiamento diffuso. Del resto se così non fosse non si spiegherebbe il grande utilizzo che si fa dei pannelli termici in Paesi come ad esempio la Germania in cui il clima è sicuramente più rigido rispetto all’Italia. Comunque più sole c’è in un anno , meglio funzionano.In ogni caso per avere acqua calda anche di notte o quando il sole non riscalda a sufficienza è necessario integrare il solare collegandolo all’impianto termico esistente soprattutto se si ha già una caldaia a gas a controllo elettronico. Integrare i due impianti vuol dire risparmiare mediamente il 50% sul consumo del gas e migliorare il funzionamento dei pannelli. Se invece non ci si può collegare all’impianto a gas esistente allora bisogna inserire nel serbatoio una resistenza elettrica di almeno 1 kw con termostato tarato a 40 gradi centigradi.
Le dimensioni dei pannelli solari vanno calcolati tenendo conto del numero dei membri della famiglia considerando che il consumo medio di acqua calda giornaliero è di 30-50 litri a persona. Si può considerare che per ogni mq di pannello si ha produzione giornaliera di 80-130 litri di acqua con una temperatura di 40 °C e che tale temperatura viene raggiunta dall’acqua contenuta nel serbatoio in un giorno intero in inverno e in mezza giornata in estate (60-80°C). Per fare un esempio concreto nella zona di Trapani per produrre 50 litri di acqua giornalieri a persona per una famiglia di 4 persone occorre un impianto con due pannelli solari che coprono una superficie di 4 mq; in zone come Torino occorre una superficie di 6 mq, cioè un pannello in più per una produzione di 75 litri giornalieri a persona.
Struttura
Tutti i pannelli solari si compongono di un contenitore, un assorbitore, una copertura trasparente, dei collegamenti, e un isolamento. In opzione si può aggiungere anche un accumulo che integra la struttura essenziale, collegato sopra o vicino al panello.
I pannelli solari si distinguono in sottovuoto, piani vetrati selettivi, piani vetrati non selettivi, piani vetrati e piani non vetrati. I pannelli solari sottovuoto solo gli unici in grado di convogliare i raggi del sole anche in giornate di scarso irraggiamento, e spesso sono quelli che vengono maggiormente utilizzati. I piani vetrati selettivi evitano la dispersione di calore, perché una struttura avvolge l’assorbitore, con una struttura in vetro. Seppur il rendimento nei mesi meno caldi non è molto elevato è scelto con molta frequenza.
Bisogna tenere presente che occupano molto spazio e quindi l’ideale sarebbe poter disporre di un ampia terrazza o di un giardino per poterli collocare. I pannelli solari non vetrati, sono economici e un ottimo rendimento però il rendimento diminuisce con il venir meno dell’irraggiamento solare e spesso è usato solo per impianti stagionali come le piscine.
Esistono anche pannelli solari scoperti adatti negli stabilimenti balneari, nei campeggi, per riscaldare l’acqua delle piscine scoperte, negli alberghi stagionali. Il funzionamento consiste nel passaggio dell’acqua nei tubi, che viene riscaldata dal sole e può essere immediatamente utilizzata. L’unico limite è che funzionano solo con una temperatura di 20 gradi, anche se sono più convenienti dal punto di vista economico.
I pannelli solari ad aria calda utilizzano come vettore l’aria invece che l’acqua, un tipo particolare sono quelli di rivestimento applicati soprattutto ad edifici industriali e residenziali. La superficie esterna è in metallo e si comporta come un assorbitore e permette di riscaldare l’aria che circola all’interno. Può essere usata per riscaldare gli ambienti tramite un sistema di aspirazione. Questo tipo di pannello solare unisce il costo contenuto e la velocità del riscaldamento rispetto a quelli tradizionali.
Ma come dimensionarli? Per sapere quanti pannelli solari termici occorre installare bisogna considerare quanti membri compongono una famiglia, considerando 50 litri giornalieri a persona. Un altro importante fattore è il luogo geografico in cui si trova l’abitazione, è valutare che ogni metro quadro di pannello produce acqua a 40 gradi per circa 130 litri al giorno. In realtà quando le giornate sono poco assolate la temperatura massima è di 40 gradi, invece in estate si raggiungono anche gli 80 gradi, ma in condizioni di irraggiamento costante.
Ma se il sole non c’è non è un problema, i pannelli producono comunque energia in quanto captano i raggi nell’intera volta celeste. È consigliabile quindi prendere in considerazione l’installazione di pannelli solari con tubi sottovuoto per avere riscaldamento assicurato anche nelle giornate nuvolose.
Tipologie
Abbiamo detto che esiste un unico fenomeno in grado di far funzionare i pannelli solari termici cioè che gli oggetti colpiti dai raggi del sole si riscaldano e il calore prodotto può essere raccolto e mantenuto. Ma i pannelli solari si distinguono in varie tipologie a secondo dell’utilizzo che se ne fa e della zona in cui si installano.
Vetrati
Sono quelli classici composti dal pannello cioè una scatola piana solitamente in vetro o plastica che assorbe e trattiene l’energia solare e da un serbatoio di accumulo dell’acqua (o dell’aria) integrato nella struttura utile nelle zone con clima più rigido. Questi pannelli sono probabilmente i più diffusi si utilizzano in ogni stagione e sono i meno adatti ad utilizzi limitati a brevi periodi l’anno; sono inoltre resistenti e adatti ad integrare l’impianto di riscaldamento. I più semplici sono costituiti da un monoblocco con serbatoio e collettore insieme e non richiedono necessariamente l’aiuto di tecnici per l’installazione. Sono realizzati con tecnologie avanzate e complesse per questo hanno un costo superiore rispetto ai pannelli non vetrati. Hanno spesso una superficie pesante ed ingombrante e sono più adatti ad essere installati in giardino o su terrazzi.
Sottovuoto
Sono pannelli molto validi ma altrettanto costosi e tecnologicamente sofisticati , utilizzano le proprietà isolanti del sottovuoto riducendo drasticamente le perdite di calore. Sono formati da tubi di vetro che contengono elementi assorbitori di calore e hanno una pressione interna molto ridotta per limitare il passaggio di calore da parte dell’assorbitore. I pannelli solari sottovuoto sono adatti alla produzione di acqua calda sanitaria per edifici residenziali perchè garantiscono efficienza e un ottimo rendimento tutto l’anno a qualunque temperatura.
Scoperti
I pannelli solari scoperti, senza vetro sono utilizzati prevalentemente in estate per scaldare piscine scoperte, acqua calda per le docce negli stabilimenti balneari, nei campeggi, negli alberghi stagionali, ecc. Nei pannelli scoperti l’acqua viene canalizzata direttamente nei tubi del pannello dove si rende pronta all’utilizzo perchè riscaldata direttamente dai raggi solari. Si tratta di pannelli molto economici ma necessitano di una temperatura di esercizio di almeno 20°C. Non sono molto efficienti ma abbastanza semplici da installare.
Aria
I pannelli ad aria vengono utilizzati spesso per integrare il riscaldamento. In questo caso a circolare all’interno del pannello non è l’acqua ma l’aria che passa attraverso un intercapedine all’interno del quale viene riscaldata dal sole e fatta entrare nell’abitazione tramite condotti. I pannelli ad aria hanno una durata maggiore e riscaldano in tempi brevi.
Vantaggi
Prima di installare i pannelli solari bisogna fare una serie di valutazione e vedere anche se valutare se l’abitazione interessata è più o meno adatta al tipo di impianto. Qui di seguito vi forniamo alcuni aspetti importanti su cui riflettere per valutare la propria convenienza ad installare un impianto solare termico.
Innanzitutto un aiuto può essere fornito da tecnici ed installatori specializzati che possono definire costi e tempi di installazione e preventivare quanto calore viene prodotto da un determinato impianto.
Bisogna chiaramente disporre di uno spazio adatto alla sistemazione dei pannelli , sul tetto o sul terrazzo di casa. Inoltre l’impianto andrebbe posto quanto più vicino possibile al luogo di utilizzo del calore assorbito. Il luogo in cui installare i pannelli dovrebbe essere facilmente raggiungibile per controlli e manutenzione. Per una resa migliore sarebbe opportuno rivolgere i pannelli a sud ed utilizzare spazi piani come terrazzi e giardini che ricevono meglio il sole. Per i pannelli installati sul tetto bisogna fare attenzione ad antenne , comignoli o piante che non facciano ombra. Chi ha a disposizione un certo spazio su coperture a terrazza o in giardino può utilizzarli per l’installazione dei pannelli risparmiando notevolmente sulla manodopera, meno costosa su queste superfici rispetto a tetti di tegole.
I vantaggi ad installare i pannelli solari sono maggiori se la casa è in costruzione o se è prevista una ristrutturazione, soprattutto se l’impianto solare va ad integrare il riscaldamento.
Risultati migliori si ottengono in situazioni climatiche e ambientali in cui il tasso di inquinamento è basso e l’irraggiamento alto. In queste zone si può quantificare un risparmio energetico pari anche all’80%. Invece in situazioni ambientali con alto tasso di inquinamento e con nebbia che “schermano” il sole il risparmio energetico annuo raggiunge il 20%.
La convenienza ad installare pannelli solari dipende anche dall’uso che si fa dell’impianto. Naturalmente una famiglia numerosa o che fa un largo utilizzo di acqua calda avrà un maggiore vantaggio nell’installare i pannelli solari termici e viceversa se si utilizza poca acqua calda non ha senso sostenere le spese necessarie all’installazione dei pannelli ma sarà più conveniente fare uso di uno scaldabagno a gas o elettrico.
Inoltre va considerato il vantaggio dell’energia solare di non esaurirsi nel tempo, è un’energia pulita e rinnovabile e a differenza di altri combustibili non è soggetta ad aumenti di prezzo. Utilizzare pannelli solari termici vuol dire anche ridurre le emissioni di anidride carbonica con il vantaggio di fare risparmiare sulla bolletta elettrica o sul gas.
Come Scegliere Pannelli Solari Termici
Per una famiglia che decide di acquistare un sistema di pannelli solari termici per la produzione di acqua calda della propria abitazione significa fare un grande investimento per il bilancio domestico familiare. Dunque diventa di estrema importanza riuscire ad orientarsi nella scelta valutando la soluzione migliore al proprio caso sotto l’aspetto dell’efficienza e dell’efficacia. Quando si acquistano dei pannelli solari bisogna tener presente il costo dei pannelli e dell’installazione.
Costo dell’impianto termico
Il costo medio per un ottimo impianto di pannelli solari per una famiglia di 3-4 persone oscilla tra le 3000 e 4000 euro , a cui si somma la spesa per l’installazione che oscilla da 500 a 1500 euro a secondo della collocazione dell’impianto e della posa in opera dell’impianto. Va sottolineato che l’installazione dell’impianto è un intervento complesso solo in apparenza può apparire semplice, ed esclusi i sistemi più semplici come quelli a circolazione naturale, che si possono installare da soli, per gli altri si consiglia di rivolgersi sempre ad idraulici ed installatori specializzati.
Produttori
Conviene rivolgersi ai produttori di pannelli , loro stessi indicheranno un’impresa di fiducia per l’installazione dei pannelli. E’ inoltre utile farsi , sempre, fornire dalle ditte specializzate un preventivo sui tempi e costi dell’installazione, e una dichiarazione in formato cartaceo sul rendimento del calore prodotto dai pannelli da acquistare. Solo prendendo queste precauzioni l’acquirente può avere la certezza che ciò che sta acquistando corrisponde alle proprie aspettative. Un altro aspetto da valutare nella scelta è il rapporto qualità prezzo cioè i pannelli scelti pur essendo costituiti da buon materiale non devono costare molto, perchè se costassero troppo il loro costo non verrebbe ammortizzato in tempi accettabili.
Durata dell’impianto
Lo stesso discorso vale per la durata dell’impianto che dovrebbe essere di almeno 20-25 anni, considerando che 7-8 anni è il tempo necessario per ammortizzare la spesa rimangono così 18 anni di utilizzo a costo zero di acqua calda. Ancora i materiali devono essere di ottima qualità ad esempio il serbatoio è fondamentale che sia costituito da acciaio inossidabile (meglio di grosso spessore e con trattamenti anticorrosione),fondamentale col nostro clima, altrimenti in poco tempo sarà messo fuori uso dalla ruggine.
Capacità
Per quanto riguarda la capacità di condurre il calore, il materiale migliore usato per il circuito dei pannelli è il rame di gran lunga superiore rispetto all’alluminio. Utilizzato anche per realizzare gli assorbitori dei pannelli è ancora meglio se il rame viene rivestito con il titanio, capace di far aumentare il rendimento fino al 16%. Per un buon rendimento è importante che il vetro che protegge i pannelli solari sia abbastanza trasparente da lasciar filtrare i raggi del sole e di un certo spessore, almeno 4 mm, per resistere ad agenti atmosferici come la grandine.
Utilizzo
Il pannello solare è usato per fornire acqua calda, fornire energia o riscaldamento. Quando l’utilizzo è mirato a fornire acqua calda, quest’ultima viene immagazzinata in un serbatoio, e l’acqua resta incontaminata, il pannello è in grado di riscaldare una ingente quantità di acqua però non possono del tutto sostituire gli usuali metodi di riscaldamento. Per quanto riguarda il riscaldamento provvede una turbina a convertire il gas in energia elettrica.
Il costo del pannello solare seppur considerevole può essere ammortizzato in circa 7 o 8 anni, e la durata effettiva di 20 anni, e ultimamente è possibile usufruire anche di sgravi fiscali, poiché è pressante la questione inquinamento, e per agevolare all’ acquisto di fonti alternative alle usuali.in effetti gli incentivi fiscali hanno contribuito fortemente a sensibilizzare i cittadini nell’acquisto di pannelli solari. Si può detrarre sia l’acquisto che l’installazione con uno sgravo pari al 40 % dell’intera spesa sostenuta.
La legge fa riferimento alla numero 488/99 ma anche alla finanziaria del 2007, e bisogna ricordarsi di far eseguire un “attestazione energetica” che configuri che l’edificio è dotato di pannelli solari termici , e che l’utente ha diritto al contributo statale. Ci si può rivolgere, per avere informazioni più dettagliate anche agli uffici della propria regione, in quanto la ripartizione di tale risorse avviene tra lo Stato, province e regioni, e si accede mediante bandi di gara regionali.
Per l’acquisto è opportuno rivolgersi solo a produttori specializzati, ed è consigliabile prima di prendere l’iniziativa dell’acquisto valutare i costi complessivi mediante un preventivo, e considerare i rendimento di calore che può produrre. Non bisogna mai dimenticarsi di valutare diverse possibilità di scelta per avere il miglior prodotto ad un prezzo giusto, anche perché se il costo risultasse molto elevato non si riuscirebbe ad ammortizzarlo secondo i tempi stabiliti. L’uso di questi pannelli permette di risparmiare molti idrocarburi, che sono altamente inquinanti, evitando anche l’immissione di calore nell’ambiente, di CO2, di ossidi di zolfo e azoto.
In realtà in Italia l’uso di questa fonte alternativa non è entrata a far parte ancora pienamente della vita del cittadino a differenza di altri stati come la Germania, l’Austria, senza dimenticare gli USA e la Grecia, oggi infatti i rendimenti d’uso sono fortemente migliorati grazie anche agli investimenti costanti nella ricerca e nell’innovazione. Bisogna considerare che nel mondo ad oggi sono istallati circa 30 milioni di metri quadrati di pannelli, anche se in Italia la situazione può essere ancora molto potenziata, poiché la maggioranza dell’uso è diretta solo a piscine e abitazioni private.
Pannelli Solari Termici più Venduti
Nella tabella che segue è possibile trovare informazioni sui prezzi dei pannelli solari termici in vendita online.
Cliccando sui vari prodotti è possibile visualizzare maggiori informazioni, come la descrizione delle caratteristiche e le opinioni e recensioni.
