Impianti: I pannelli solari

Perche' parlare di pannelli solari?

Da sempre la terra combatte con un nemico molto forte!
Il problema dell'effetto serra, causato dall'eccessiva presenza di gas come anidride carbonica, metano, vapore acqueo, nell'atmosfera, tali da causare l'aumento della temperatura terrestre.

Questi filtrano le radiazioni del sole, ostacolano l'uscita delle radiazioni infrarosse e i raggi del sole rimbalzano dal suolo terrestre all'atmosfera, accrescendo il calore.
I gas impediscono la dispersione nello spazio come una serra.
L'80% delle emissioni di anidride carbonica proviene dalla combustione del petrolio, del metano e del carbone. Un inquinamento cresciuto con l'industrializzazione delle attività umane. L'utilizzo dei pannelli solari non risolve certamente un problema così vasto ma sicuramente può essere considerato un grande contributo a questo fine dato che riduce l'importazione del gas o di petrolio.

Pannelli solari
 

Utilizzare l'energia solare per trasformarla in energia utile e calore per le attività dell'uomo.
La prima cosa che viene in mente è il vantaggio economico nell'abbattimento della spesa in bolletta che ne può conseguire. La convenienza ad installare pannelli solari, dipende dalla radiazione solare annua, dove infatti l'irraggiamento è alto si ottiene un risparmio energetico anche dell'80% (es. Valle d'Aosta o Calabria) invece dove l'inquinamento o la nebbia limitano l'insolazione, il risparmio annuale può essere anche inferiore al 20% (es. nella Pianura Padana).
I pannelli solari si dividono in due categorie a seconda dell'utilizzo: pannelli solari fotovoltaici, finalizzati alla produzione di energia elettrica per un normale uso domestico; pannelli solari termici, finalizzati al riscaldamento dell'acqua sanitaria.

Pannelli solari fotovoltaici
 

Alcuni materiali come il silicio possono produrre energia elettrica se irraggiati dall'energia solare.
Questa caratteristica fisica ha consentito la realizzazione della prima cella fotovoltaica, una cella in grado di produrre direttamente energia elettrica se esposta ai raggi del sole. Le celle fotovoltaiche collegate tra loro formano dei moduli che vengono collocati in serie nei pannelli da installare sui tetti delle abitazioni o in qualsiasi spazio esposto alla luce solare (terrazze, terreni, ecc.).

In Italia e nel mondo, i pannelli fotovoltaici stanno conquistando rapidamente il favore dei consumatori e delle famiglie. L'energia elettrica prodotta dai pannelli in eccesso, rispetto ai consumi, viene venduta alla società elettrica come credito da applicare sulla bolletta elettrica.
Il decreto 28/7/2005 del Ministro delle attività produttive, di concerto con il Ministro dell'ambiente, e la delibera 188/05 dell'Autorità per l'Energia Elettrica e il Gas prevedono l'erogazione di tariffe incentivanti relative alla produzione fotovoltaica da impianti di potenza tra 1 e 1000 kW entrati in esercizio dopo il 30/9/2005.

Le domande, compilate in conformità all'Allegato alla delibera 188/05 dell'AEEG, dovranno essere inoltrate al GRTN soggetto attuatore tramite:
- a mezzo di plico raccomandato con avviso di ricevimento;
- consegnate a mano presso la sede del GRTN, Roma - Viale M. Pilsudski, 92 ;
- tramite corriere con registrazione della data di ricevimento.

IMPORTANTE! Le abitazioni dotate di impianti fotovoltaici in rete non resteranno mai al buio. L'uso dei pannelli fotovoltaici in rete non sostituisce il consumo della normale rete elettrica che si continuerà ad utilizzare in caso di giornate nuvolose e di notte.

Pannelli solari termici
 

Permettono di riscaldare l'acqua sanitaria per l'uso quotidiano senza utilizzare gas o elettricità. Sono pertanto un sostituto dello scaldabagno elettrico e della caldaia a gas per ottenere acqua calda per lavare piatti, fare la doccia, il bagno ecc.

Quale impianto scegliere?
 

Gli impianti a pannelli solari possono essere di 2 tipi:
 

- Impianto a circolazione naturale molto semplice a circuito chiuso, funziona a scambio indiretto, senza pompe né componenti elettrici.
L'installazione se non vi sono impedimenti è consigliata sul tetto.
I pannelli sono costituiti da tubi, all'interno dei quali passa una miscela acqua-glicole che, esposta alle radiazioni solari, si scalda, diviene più leggera e sale sfruttando le correnti convettive naturali che si hanno con l'aumento della temperatura. Il fluido, attraverso un'intercapedine, cede il calore all'acqua, contenuta nel serbatoio, dal quale confluisce quindi nel circuito domestico.
 

- Impianto a circolazione forzata è composto da uno o due grandi serbatoi, sistemati lontano dal pannello garantendo una notevole indipendenza energetica consentendo anche di integrare il riscaldamento dell'abitazione, ha però un costo maggiore.
In questo tipo di impianto il liquido del circuito primario è spinto da una pompa al serbatoio. La pompa di circolazione viene messa in moto da una centralina elettronica che confronta le temperature dei collettori e dell'acqua nel serbatoio di accumulo rilevata da apposite sonde. Quando la temperature dei pannelli solari scende al disotto di quella dell'acqua nel boiler la pompa si arresta, per evitare il raffreddamento dell'acqua accumulata.

Come dimensionarli?
 

Una prima valutazione, per calcolare le dimensioni del pannello solare da installare, è quella di tenere presente il numero dei membri della famiglia, mediamente infatti il consumo di acqua calda è pari a 30-50 litri al giorno per persona.
Altri fattori sono la zona geografica e la radiazione solare giornaliera. Va ricordato inoltre che i pannelli solari sono in grado di produrre energia termica anche in assenza di sole perchè la radiazione incidente su un pannello è data dalle radiazioni presenti nell'intera volta celeste.
Ovviamente, se c'è sole i pannelli funzionano meglio. Per poter disporre di acqua calda sempre e a prescindere dal clima, è tuttavia indispensabile ricorrere a soluzioni integrative della radiazione solare.

Modelli in commercio
 

I pannelli solari possono essere di vari tipi:
vetrati, sottovuoto, scoperti e ad aria.

- Pannelli solari vetrati sono composti dal pannello e da un serbatoio di accumulo dell'acqua.
Il vetro è trasparente alla luce del sole che entra, ma opaco ai raggi infrarossi che sono così trattenuti all'interno.
I raggi del sole, che raggiungono la parte interna del pannello, lo scaldano e il calore viene trattenuto all'interno.
La superficie di questi pannelli può essere, o meno, trattata con prodotti che ne migliorano il rendimento (ossia la capacità di trattenere i raggi).
Allo stesso modo, può essere presente un serbatoio di accumulo integrato, indicato per le località particolarmente rigide.

- Pannelli solari sottovuoto sono più sofisticati e costosi ma sono in grado di fornire prestazioni assai elevate.
Essi si presentano come tubi di vetro, contenenti all'interno un elemento assorbitore di calore, al cui interno la pressione dell'aria è ridottissima, per impedire la cessione del calore da parte dell'assorbitore.
I pannelli solari sottovuoto hanno un ottimo rendimento in tutti i mesi dell'anno e sono particolarmente adatti ad essere installati negli edifici residenziali, anche in condizioni climatiche molto rigide.

- Pannelli solari scoperti sono adatti per il riscaldamento di piscine scoperte, acqua calda per le docce negli stabilimenti balneari, nei campeggi, negli alberghi stagionali, ecc.
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.
Il loro costo è però ovviamente più basso dei pannelli vetrati e l'installazione è davvero semplice.

- Pannelli solari ad aria calda sono simili ai pannelli vetrati ma in questo caso il fluido vettore è aria anziché acqua, aria che può circolare fra vetro e assorbitore oppure fra assorbitore e fondo del pannello.
Una tipologia particolare di pannelli solari ad aria sono i pannelli di rivestimento, applicabili come normale rivestimento delle pareti di tamponamento in edifici industriali, commerciali e residenziali.
Non sono vetrati ma hanno una superficie esterna metallica che funge da assorbitore e riscalda l'aria che passa all'interno.
Questa, circolando all'interno dell'intercapedine che si forma tra pannello e parete, può poi essere immessa all'interno degli ambienti tramite un apposito sistema di aspirazione, contribuendo al riscaldamento e al ricambio d'aria degli ambienti serviti.

- Pannelli solari monoblocco sono dotati di un serbatoio di accumulo integrato e composti da un unico componente.
L'energia solare arriva in modo diretto a scaldare l'acqua accumulata. Si installano facilmente anche da soli senza essere esperti grazie al fatto che sono maneggevoli, compatti, e occupano poco spazio.

Pulizia dei pannelli
 

La permanenza alle intemperie, la polvere, lo sporco che si formano sulla superficie frontale del pannello, provocano una graduale perdita della trasparenza che la pioggia riesce solo in parte a pulire.
Se l'installazione consente, è bene procedere ad una pulizia mensile con acqua demineralizzata.
Se ciò non è possibile è necessario prevedere per i pannelli solari un rendimento più basso del 15% rispetto al nominale.

Redazione Lavorincasa.it