L’energia solare

Il sole è fonte di luce e calore, necessari per la vita sulla terra. Uomini, piante ed animali non potrebbero esistere senza il sole, la cui energia è quasi inesauribile, se prendiamo come riferimento il tempo e lo spazio dell’essere umano. Il sole risplende ormai da più di 4 miliardi di anni e continuerà a farlo per un lasso di tempo altrettanto lungo.

Il sole: fonte d’energia

Tuttavia il potenziale d’energia solare sfruttabile tecnicamente ed economicamente è molto inferiore, pur tenendo conto che nella nostra regione l’utilizzo di questa fonte energetica è piuttosto diffuso: l’Alto Adige, infatti, presenta un terzo dei collettori solari esistenti in Italia.

Lo sfruttamento dell’energia solare ha dimostrato già da tempo la sua affidabilità in numerosi settori. Lo sviluppo tecnico ed il costo sempre crescente dell’energia vanno a favore dell’energia solare che offre i seguenti vantaggi:

• è inesauribile

• non presenta emissioni di sostanze nocive

• è versatile ed utilizzabile in molti settori

Sfruttamento termico passivo dell’energia solare

Attraverso accorgimenti strutturali (p.e. finestre e giardini d’inverno) è possibile sfruttare l’energia solare in modo passivo, p.e. riscaldando parzialmente un edificio. Questo sistema viene definito "passivo" perché non necessità di nessun’altra forma di energia alternativa. (p.e. l’azionamento di pompe) e la funzione di accumulatore d’energia viene assunta da ampi elementi strutturali (come mura, soffitti e pavimenti).

Gli edifici a basso consumo energetico presentano un ottimo isolamento termico di tutti gli elementi esterni che riduce notevolmente la dispersione di calore e ottimizza lo sfruttamento passivo dell’energia solare. Questi edifici consentono una riduzione dei consumi fino al 50%.

Sistemi solari ad aria

Il sole non è solo utile per riscaldare l’acqua per la doccia: particolarmente efficaci, infatti, sono i sistemi solari ad aria. L’aria viene riscaldata all’interno di un collettore e introdotta nell’ambiente. Questi sistemi sono in grado di funzionare a temperature molto basse ed hanno dimostrato un elevato rendimento durante tutto l’anno, producendo energia sottoforma di aria calda persino in presenza di scarso irraggiamento solare e rivelandosi, quindi, ideali soprattutto nelle mezze stagioni e in inverno. In estate un sistema solare ad aria è particolarmente adatto a riscaldare l’acqua per uso domestico.

Questo sistema consente di risparmiare energia e, proporzionalmente al ricambio d’aria, migliora le condizioni igieniche all’interno dell’edificio. L’aerazione dei locali, infatti, assicura un’aria più sana e riduce notevolmente la proliferazione di acari e muffe (vedi capitolo aerazione).

Ecco tutti i vantaggi:

• un sistema utilizzabile tutto l’anno

• sensibile riduzione dell’utilizzo del riscaldamento convenzionale

• aerazione efficace

• migliore qualità dell’aria nell’ambiente

Sistema a corrente elettrica solare

È ormai un luogo comune affermare che per un’abitazione la corrente elettrica solare è molto più costosa di quella convenzionale. Tra i fattori di costo però dovrebbero essere contemplate le spese di infrastrutturazione del terreno e di allacciamento alla rete di fornitura dell’energia elettrica, troppo spesso dimenticate nell’ambito di un calcolo più generale dei costi energetici.

Gli utenti lontani dalla rete d’alimentazione elettrica (p.e. serre o case per le vacanze) possono ricavare energia elettrica da un impianto PV utilizzando batterie a piombo come accumulatori d’energia. Per alimentare una casa per le vacanze o una piccola baita sono sufficienti i sistemi a corrente continua e bassa tensione (12 V o 24 V). Gli impianti PV possono essere collegati alla rete elettrica pubblica tramite invertitori adeguati. In questo caso non è necessario l’accumulatore.

Sfruttamento termico attivo dell’energia solare

Quasi tutti i collettori vengono installati sul tetto anche se talvolta possono essere montati in giardino o su un muro. I collettori sono formati da tubi collegati ad un accumulatore solare solitamente collocato in cantina. Un sistema di comando mette in funzione la pompa di circolazione che trasporta il calore dal collettore all’accumulatore. Sul mercato però esistono anche sistemi più semplici, i cosiddetti collettori ad accumulatore nei quali collettore e accumulatore sono riuniti in un unico componente: sistema di comando, pompa e tubi di collegamento non sono più necessari. L’ampiezza (dimensioni) di un impianto solare deve essere proporzionale al fabbisogno di acqua calda. Per una famiglia di 4 persone si calcola un fabbisogno giornaliero di 200 l. Per garantire la fornitura di 2/3 di questo fabbisogno sono necessari ca. 6 m² di collettori piatti o 4,5 m² di collettori con tubi a vuoto. Il volume dell’accumulatore solare dovrebbe essere pari al doppio del fabbisogno giornaliero di acqua calda.

Il montaggio dei collettori può essere eseguito in tre modi diversi:

• Sul tetto: in montaggio viene effettuato sulle tegole mantenendo il tetto intatto.

• Nel tetto: le tegole vengono spostate o eliminate ed il collettore viene integrato a tenuta stagna nel rivestimento del tetto. A questo scopo esistono sistemi di montaggio prefabbricati.

• Posizionamento libero: con l’ausilio di apposite strutture di montaggio collocate sul suolo o su un tetto piatto. In questo caso è necessario rispettare un determinato grado d’inclinazione.

Con i collettori piatti si possono adottare tutte e 3 le tecniche di montaggio, i collettori con tubi a vuoto richiedono un montaggio sul tetto o il posizionamento libero. Questa tecnica è indicata anche per i collettori ad accumulatore che, in caso di montaggio sul tetto, devono essere integrati a tenuta stagna nel rivestimento.

   Costo

I costi variano molto, perciò desideriamo darvi solo alcune indicazioni:

• gli impianti a collettori piatti con accumulatore e sistema di comando vanno da 3.000 a 4.500 Euro; comprensivi di montaggio, i costi si aggirano tra i 5.000 ed i 7.000 Euro.

• per i collettori con tubi a vuoto il costo aumenta di ca. 1.000 - 1.500 Euro.

• i collettori con accumulatore hanno un costo, comprensivo di montaggio, che si aggira tra i 4.500 ed i 7.000 Euro.

In rapporto alla superficie del collettore, gli impianti termici solari di grosse dimensioni sono più economici rispetto a piccoli sistemi per case mono o bi-familiari.

Qualora si proceda ad una nuova installazione di un impianto di riscaldamento in edifici vecchi sarebbe consigliabile integrarvi un impianto solare.

Contributo dell’energia solare al riscaldamento degli ambienti

Per contribuire efficacemente al riscaldamento di un ambiente con l’energia solare si possono abbinare ampi collettori solari ad un accumulatore a tampone, consigliabile in particolar modo quando quest’ultimo è un elemento di un altro sistema di riscaldamento (p.e. riscaldamento a legna).

Riscaldamento delle piscine