Un impianto solare termico è un dispositivo che cattura e accumula energia solare per poi riutilizzarla nei più diversi modi; è costituito principalmente da un collettore solare e da un serbatoio di accumulo. Il cuore dell’impianto risulta essere proprio il collettore solare che fa penetrare al suo interno l’energia solare e la converte in calore per poi consentirne l’utilizzo.
Esistono diversi tipi di collettori solari. Il più utilizzato e diffuso è sicuramente il collettore solare vetrato piano: un tipo di pannello che presenta un’intercapedine tra la piastra assorbente e la superficie trasparente. Il suo nucleo è l’assorbitore, fatto di lamiere e tubi di metallo, con uno strato isolante sul retro e lungo tutti i lati. La struttura nel suo insieme è formata da un telaio rigido fatto di legno o di metallo. Il collettore solare vetrato piano, si utilizza generalmente per riscaldare l’acqua utilizzata a temperature che vanno dai 45 ai 65° C.
Altri tipi di collettori solari
Oltre ai collettori solari vetrati piani, esistono altre tipologie di pannelli in commercio. Di seguito se ne riportano alcuni:
- Collettori sottovuoto (o collettori a tubi sottovuoto), costruiti con tubi di vetro all’interno dei quali viene creato il vuoto; precisamente si elimina l’aria nell’intercapedine tra i tubi e la copertura in vetro. In questo modo, si riducono le perdite di calore rispetto a quelle del collettore solare vetrato piano. Tale tecnologia è molto efficace nei periodi invernali perché permette di lavorare in un ambiente più freddo, producendo elevate temperature del fluido riscaldato – le quali solitamente si aggirano tra i 70 e gli 80° C. Alla maggiore efficienza di tale prodotto, corrisponde però anche un aumento del costo degli impianti e una maggiore fragilità in termini di resistenza.
- Collettori non vetrati scoperti, costituiti da tubi in materiale plastico anziché in vetro, di solito sono tubi neri di plastica. Seppur meno efficienti dei precedenti, i collettori non vetrati scoperti forniscono buone prestazioni se utilizzati nel periodo estivo, infatti, sono spesso impiegati per il riscaldamento di piscine. Questi collettori hanno il vantaggio di essere molto economici e in pochi anni i costi verranno in gran parte ammortizzati dall’energia prodotta.
- Collettori a concentrazione, sono sistemi che concentrano i raggi solari verso un ricevitore di piccole dimensioni, utilizzando un sistema di specchi riflettenti. L’energia termica dei raggi riscalda il liquido termovettore che genera forza vapore che a sua volta diventa energia elettrica. Questa tecnologia è usata per produrre calore ad alta pressione, raggiungendo temperature elevate, tra i 100 e i 250° C.
Precisazioni e differenze tra collettore e pannello solare
Data la diffusa tendenza ad intendere i pannelli solari come sinonimi dei collettori solari, il seguente paragrafo intende esporre e puntualizzare le differenze tra i due dispositivi, in termini di utilizzo, composizione e applicazione.
Se, come già anticipato, compito fondamentale dei collettori solari è quello di immagazzinare l’energia solare per poi trasformarla in calore, i pannelli solari sono invece da intendersi come pannelli fotovoltaici i quali svolgono la peculiare funzione di convertire l’energia solare direttamente in energia elettrica attraverso, appunto, il processo fotovoltaico. I pannelli fotovoltaici, infatti, sono formati essenzialmente da unità (o celle) fotovoltaiche di un materiale semiconduttore, come il silicio – uno dei più utilizzati. Queste celle, collegate tra loro e disposte su di una superficie piana, se esposte alla luce solare generano corrente elettrica.
Ma quali sono, quindi, le principali differenze tra i due dispositivi in termini di funzionalità e applicazione? Di seguito se ne indicheranno le più importanti. Come già esposto, compito principale del collettore solare risulta essere quello di trasformare l’energia solare in calore; al pannello solare invece, va associata la funzione di convertire l’energia solare in energia elettrica. Se i collettori per assorbire il calore utilizzano specifiche superfici assorbenti, lenti, specchi o tubi sottovuoto, i pannelli solari per produrre energia elettrica utilizzano le celle fotovoltaiche. Per quanto riguarda le applicazioni dei due dispositivi, i connettori solari sono indicati per riscaldare l’acqua sanitaria o gli ambienti (laddove accostati a dei sistemi di riscaldamento); possono anche essere utilizzati nei processi industriali di lavorazione.
I pannelli solari possono essere impiegati per:
- generare energia elettrica per abitazioni più o meno grandi, per edifici industriali o di altro tipo;
- produrre energia per oggetti (come ad esempio: torce, lampade da esterno, videocamere di sorveglianza) o per veicoli elettrici;
- collegandoli alla rete elettrica, possono generare energia in più che potrà essere venduta.
