Il
pannello solare è un dispositivo che permette l'accumulo
di energia solare termica ed il suo immagazzinamento per un
uso successivo.
Questo
sistema è composto da un pannello che riceve l'energia
solare, un serbatoio provvede ad immagazzinare l'acqua domestica
che viene messa a contatto con il fluido tramite una serpentina.
La serpentina consente al fluido di trasferire all'acqua l'energia
immagazzinata senza contaminare l'acqua. Questa acqua può
essere utilizzata come acqua calda o può essere utilizzata
per riscaldare gli ambienti.
Circolazione
naturale
Nel
caso della circolazione naturale, per far circolare il fluido
nel sistema, si sfrutta la convezione. La convezione è
un modo di condurre il calore. Si ha quando un fluido (come
l'acqua o l'aria) entra in contatto con un corpo la cui temperatura
è maggiore di quella del fluido stesso posto al di sotto.
Aumentando di temperatura, il fluido a contatto con l'oggetto
si espande e diminuisce di densità, generando moti convettivi
in cui il fluido caldo sale verso l'alto e quello freddo scende
verso il basso. Più economica nei costi di gestione,
la circolazione naturale impone di porre il serbatoio ad un'altezza
maggiore di quella dei pannelli, con maggiori costi per realizzazione
di adeguate strutture di sostegno dei serbatoi. La circolazione
naturale, rispetto alla circolazione forzata, realizza uno scambio
meno rapido e quindi meno efficace di energia termica con un
minor rendimento complessivo.
Circolazione
forzata
La
circolazione forzata avviene con l'aiuto di pompe solo quando
nei pannelli il fluido vettore si trova ad una temperatura più
elevata rispetto a quella dell'acqua contenuta nei serbatoi
di accumulo. Per regolare la circolazione ci si avvale di sensori
che confrontano la temperatura del fluido vettore nel collettore
con quella nel serbatoio di accumulo (termocoppia). In tali
impianti ci sono meno vincoli per l'ubicazione dei serbatoi
di accumulo. La maggiore velocità del fluido vettore
permette un maggiore scambio termico e quindi il rendimento
del pannello è leggermente superiore.
Pannelli
solari piani non vetrati
Hanno
il vantaggio di essere poco costosi e di avere un ottimo rendimento
in condizioni ottimali di irraggiamento quando la temperatura
esterna è alta. A causa della mancanza dell'isolamento
il loro rendimento diminuisce rapidamente all'allontanarsi dalle
condizioni ottimali. Sono adatti perciò al solo uso stagionale
ed esclusivamente per la produzione di acqua calda sanitaria
e sono spesso impiegati nel riscaldamento delle piscine.
Pannelli
solari piani vetrati
Hanno
una struttura attorno all'assorbitore che ne limita le dispersioni
sia per convezione con l'aria che per irraggiamento. Hanno un
rendimento leggermente inferiore ai pannelli non vetrati in
condizioni ottimali ma in condizioni meno favorevoli hanno un
rendimento decisamente più alto arrivando a produrre
acqua calda per uso sanitario circa da marzo a ottobre.
Benefici
In
Italia un impianto in base all'ubicazione e all'utilizzo, si
ammortizza nel giro di 8-12 anni considerando una durata minima
di questi impianti di 15-20 anni. L'utilizzo dei pannelli solari
ha come diretta conseguenza il risparmio di idrocarburi e di
energia elettrica.
I benefici sono molteplici:
mancata emissione di CO2, minore necessità di infrastrutture
per il trasporto dell'energia da grandi distanze, mancata emissione
di ossidi di zolfo, di azoto, e di pm10, mancata immissione
nell'ambiente di calore.
