Pannelli Solari: Casi Particolari

Pannelli Solari Verticali

L'energia termica prodotta da un pannello solare termico è funzione dell'inclinazione del pannello e dell'orientamento, e la massima produzione di energia si ha quando i raggi solari incidono perpendicolarmente sulla superficie del pannello orientato verso sud ; l'angolo di inclinazione di un pannello solare termico è definito dall'angolo di inclinazione dello stesso pannello rispetto alla superficie orizzontale.

L'orientamento verso sud dei pannelli solari termici permette di massimizzare l'energia termica prodotta nell'arco di tutta la giornata; un orientamento verso sud-est o sud-ovest, pur non penalizzando eccessivamente la produzione di energia, provocherà un anticipazione o un ritardo nell'attivazione dell‘impianto, attivazioni che potranno essere tarate in funzione di diverse esigenze.

Un caso particolare diposizionamento dei pannelli solari termici si ha quando gli stessi pannelli vengono disposti verticalmente, con inclinazione a 90° rispetto al piano orizzontale del suolo, ad esempio fissati su una parete dell'edificio; l'orientamento verticale dei pannelli può facilitare la loro stessa integrazione negli edifici che servono, riducendo l'impatto estetico.

In termini di resa, l'installazione verticale dei pannelli solari termici risulta massima nel periodo invernale, quando il sole è più basso sull'orizzonte ed i raggi impattano quasi ortogonalmente le superfici captanti, mentre la resa durante il periodo estivo è minima, essendo il sole più alto sull'orizzonte ed i raggi radenti la superficie captante.

Il fenomeno della stagnazione, ossia l'elevata temperatura (maggiore anche ai 200 °C) raggiunta dall'acqua e dal glicole nei pannelli, costituisce un problema per tutti i moduli che hanno un'inclinazione diversa da quella verticale: tale fenomeno può manifestarsi nel periodo estivo, quando è maggiore l'energia termica prodotta dai pannelli e tale energia non viene sfruttata.

Il problema della stagnazione viene prevenuto con la copertura dei pannelli, con appositi teli, nei periodi di non utilizzo dell'energia termica, o con opportuni sistemi di sfogo dell'energia non utilizzata.

I pannelli con inclinazione verticale non sono soggetti al problema della stagnazione, perché nel periodo estivo la radiazione solare è pressoché radente alla superficie dei pannelli verticali; anche nel periodo invernale, con le radiazioni solari incidenti in perpendicolare alla superficie dei pannelli, il fenomeno della stagnazione non si innesca per i contenuti energetici non eccessivi delle stesse radiazioni.

Nel periodo invernale, corrispondente al periodo di massima resa per i pannelli verticali, l'energia termica prodotta, oltre che soddisfare l'esigenza di acqua calda sanitaria,può essere utilizzata ad integrazione dei generatori per il riscaldamento; in questo caso l'accoppiamento ideale, in termini di riduzione della spesa energetica, è costituita dai pannelli solari termici che lavorano in simbiosi con le caldaie a condensazione.

Regola Empirica

Per tutti i pannelli solari termici, non posizionati verticalmente, una semplice regola, che permette di massimizzare l'energia termica prodotta durante tutto l'anno, è quella di individuare l‘inclinazione sommando 10° alla propria latitudine geografica. Secondo la suddetta regola, i pannelli solari termici nell'Italia meridionale hanno un valore di inclinazione compreso tra i 45° ed i 50°.

Riflessione Totale

Un fenomeno degno di nota nella scelta dell‘inclinazione dei pannelli solari termici è la riflessione totale, che accade quando le superfici vetrate, che definiscono l'area captante dei pannelli, hanno la caratteristica di riflettere i raggi incidenti con un angolo di inclinazione maggiore di 42° rispetto all'asse immaginario perpendicolare alla superficie dei pannelli.

La suddetta condizione che annulla la resa dei pannelli, può verificarsi a tutte le latitudini ed indipendentemente dalla modalità di inclinazione ed orientamento dei pannelli, per alcune ore della giornata.