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L' energia solare è la fonte primaria di energia sulla Terra che rende possibile la vita e da cui derivano più o meno direttamente quasi tutte le altre fonti energetiche disponibili all'uomo quali i combustibili fossili , l'energia del vento (eolica) , l'energia del mare (moto ondoso) , l'energia dell' acqua (idroelettrica) , l'energia da biomassa con le sole eccezioni dell'energia nucleare, dell'energia geotermica e dell'energia delle maree.

L'energia solare è infatti quella normalmente utilizzata dagli organismi autotrofi, cioè quelli che eseguono la fotosintesi , detti anche "vegetali" (da cui derivano i combustibili fossili); gli altri organismi viventi sfruttano invece l'energia chimica ricavata dai vegetali o da altri organismi che a loro volta si nutrono di vegetali e quindi in ultima analisi sfruttano anch'essi l'energia solare, seppur indirettamente.

Dal punto di vista energetico si tratta di un'energia alternativa ai classici combustibili fossili , rinnovabile e pulita (energia verde) nonché una delle energie a sostegno della cosiddetta economia verde nella società moderna. Può essere opportunamente sfruttata attraverso diverse tecnologie e a diversi fini anche se in diverse sue tecnologie di sfruttamento soffre di variabilità e intermittenza di produzione ovvero non piena programmabilità dovuta ai cicli giorno-notte e alla copertura nuvolosa. (Fonte Wikipedia)

 

 

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L'ideazione di pannelli solari termici può risalire all'Impero romano che già conosceva un metodo per sfruttare l'irraggiamento solare per mezzo dell'effetto serra creato dai vetri con cui venivano chiuse le finestre delle case. Nel Cinquecento però Leonardo Da Vinci aveva ampliato lo studio di parabole per concentrare l’energia solare per applicarlo all’industria dell’epoca; nel Settecento, Lavoisier riuscì a fondere il platino , il cui punto di fusione è di 1780 °C, riscaldandolo tramite la concentrazione di raggi solari. Nel 1767 fu inventato un primo tipo di pannello solare da Horace-Bénédict de Saussure: una pentola di legno foderata di sughero nero, utilizzata dagli americani per cucinare. Essa raggiungeva i 109 °C per mezzo di un sistema di tre strati nella parte alta della pentola. Nel 1830 in Inghilterra John Herschel perfezionò il sistema ideato da Horace-Bénédict de Saussure da cui nacque una tecnica di cottura chiamata oggi solar cooking. L’americano Clarence Kemp brevettò nel 1891 il primo pannello solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria; questo sistema ebbe un grande successo e si diffuse facilmente a seguito della crisi energetica del 1973. Dopo la Prima Guerra Mondiale , a partire dal 1920 negli USA si diffuse un sistema a circolazione naturale che forniva acqua calda durante il giorno. Nel 1935, sempre in America, fu costruito il primo edificio riscaldato tramite un impianto di pannelli solari termici. (Fonte Wikipedia)

 

Il modo più immediato , semplice ed Economico per sfruttare l’energia Solare consiste nel produrre Acqua Calda .

Ora, se consideriamo che proprio per fruire quotidianamente dell’acqua calda consumiamo parecchia energia elettrica e/o gas ( ci basti pensare quanto incide nell’ammontare della nostra bolletta dell’Energia Elettrica il consumo effettuato dal solo scaldabagno ) , il nostro interesse nei riguardi del Solare Termico diviene quasi automatico ; ancor di più se prendiamo atto del fatto che la tecnologia del Solare Termico è oggi perfettamente consolidata e garantisce un risparmio sempre più notevole .

Il sistema Solare Termico ci permette di scaldare un serbatoio d’acqua dalla capacità variabile ; a partire da un minimo di 100 litri ( uso Familiare o Domestico ) fino ad arrivare a grandi serbatoi per uso Condominiale , Aziendale , Ospedaliero , Alberghiero , etc...

Solare Termico uso Domestico

Esistono ad oggi diverse tipologie d’impianti solari finalizzati alla produzione di acqua calda :
In linea generale , un impianto solare termico medio è solitamente costituito da :

• Collettori  ( vedi menù a sinistra definizione e tipologie )
Serbatoio di Accumulo = raccoglie l’acqua man mano che viene riscaldata ed è isolato termicamente .
Circuito di collegamento ( fra collettore e serbatoio di accumulo )
Serbatoio ( o Vaso ) di Espansione = tende a contenere l’eventuale dilatazione termica del fluido riscaldato
Connessione ad un possibile sistema ausiliario = in genere a piccole caldaie ( a gas o elettriche ) pronte ad dare un apporto nel caso in cui necessiti supplire al Solare Termico .
Dispositivi di Check e Sicurezza


Indubbiamente la descrizione del suddetto Sistema Solare Termico in questa pagina riepilogativa è molto generica ; Esistono difatto impianti solari termici la cui spiegazione necessita di nozioni e delucidazioni supplementari , ma addirittura esistono efficacissimi impianti solari la cui spiegazione è perfino più semplice di quanto sopra esposto nel sunto descrittivo ( vedi ad esempio il "Solare termico ..." ). Ogni approfondimento può essere effettuato in questo sito scegliendo nel menu’ a sinistra la voce o l’argomento che intendete approfondire . Ad ogni argomento troverete inoltre un collegamento che vi metterà in contatto con uno o più installatori o produttori presenti nellqa Vostra zona geografica .

Esistono diverse tipologie di Collettori Solari :

In linea generale possiamo sostenere che gran parte dei "Sistemi Solari Termici" hanno in comune :
un collettore solare ( esposto all’irraggiamento) un serbatoio d’accumulo ed un sistema di circolazione naturale o forzata che fa scorrere un fluido, riscaldato dal sole, in una intercapedine o una serpentina, ricavata nel serbatoio, che fungendo da scambiatore permette il riscaldamento dell’acqua che andremo ad utilizzare per fini sanitari o di integrazione al riscaldamento.

Classificazione dei Sistemi e della circolazione del Fluido :

Nel Solare Termico esistono 2 sistemi e 2 tipologie differenti relative la circolazione del fluido :

• Sistemi Aperti = Il fluido riscaldato è di fatto la stessa Acqua che si utilizzerà .
• Sistemi Chiusi = Due Circuiti : Uno di fluido riscaldante che poi cede il suo calore all’Acqua

• Circolazione naturale ( per motti convettivi spontanei )
• Circolazione Forzata

 

Tecnologia

Un sistema solare termico normalmente è composto da un pannello che riceve l'energia solare, da uno scambiatore dove circola il fluido utilizzato per trasferirla al serbatoio utilizzato per immagazzinare l'energia accumulata. Il sistema può avere due tipi di circolazione, naturale o forzata.

Circolazione naturale

Schema di un impianto a circolazione naturale:
(A) Entrata dell'acqua fredda;
(B) Serbatoio coibentato;
(C) Pannello solare termico;
(D) Radiazione solare;
(E) Uscita dell'acqua calda.

Nel caso della circolazione naturale a termosifone, per far circolare il fluido vettore nel sistema solare, si sfrutta la convezione. Il liquido vettore riscaldandosi nel pannello solare si dilata e galleggia rispetto a quello più freddo presente nello scambiatore del serbatoio di accumulo spostandosi, quindi, nello scambiatore posto più alto rispetto al pannello solare cedendo il suo calore all'acqua sanitaria del secondario. Questa tipologia è più semplice di quella a circolazione forzata. Non esiste consumo elettrico dovuto alla pompa di circolazione e alla centralina solare differenziale presente nel sistema a circolazione forzata. Il fluido vettore usato nel circuito primario è glicole propilenico atossico (comunemente conosciuto come antigelo) miscelato con acqua in una percentuale tale da garantire un'adeguata resistenza al gelo. Il serbatoio viene disposto ad un'altezza maggiore di quella dei pannelli solari a cui è collegato e per ragioni estetiche è del tipo orizzontale ad intercapedine. La circolazione naturale, rispetto a quella forzata, risulta essere più sensibile alle perdite di carico del circuito primario e vengono, quindi, realizzati sistemi kit compatti ove il serbatoio di accumulo è situato molto vicino al pannello solare. Le serpentine possono anche essere due, nel caso si voglia anche preriscaldare l'acqua del serbatoio con integrazione ad un termocamino o caldaia. Si può anche integrare una resistenza elettrica per riscaldare l'acqua in caso di insufficiente o assente (nelle ore notturne) irradiazione solare. Un impianto a circolazione naturale con serbatoio esterno è adatto in regioni con temperature notturne non rigide. Attualmente viene fatta molta attenzione all'impatto visivo di tali sistemi colorando i serbatoi di color tegola oppure disponendoli direttamente a terra. Questo tipo di impianto è adatto a famiglie che hanno un risparmio esiguo, in quanto, non avendo bisogno di energia elettrica o costi gestione impianto il risparmio è al netto da spese aggiuntive.(Fonte Wikipedia)

Circolazione forzata

Schema di un impianto a circolazione forzata:
1) Pannello solare;
2) regolatore;
3) Pompa;
4) Pressostato;
5) Serbatoio d'acqua;
6) Altra fonte di calore (caldaia, pompa di calore ecc.).

La circolazione del liquido 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 elettrici 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. Normalmente, il circuito idraulico collegato al pannello è chiuso e separato da quello dell'acqua che riscalda, posizionando una serpentina nel serbatoio come scambiatore di calore. Le serpentine possono anche essere due tre o quattro nel caso si voglia anche preriscaldare il fluido dell'impianto di riscaldamento tramite l'acqua del serbatoio o integrazione ad un termocamino o caldaia. Si può anche integrare una resistenza elettrica  per riscaldare l'acqua in caso di insufficiente o assente (nelle ore notturne) irradiazione solare. quest'impianto è consigliato per le zone rigide di montagna e nel caso la famiglia abbia un notevole risparmio, in quanto, consumi di energia e costi gestione impianto incidono sul risparmio dato.(Fonte Wikipedia)

A svuotamento

Simile a circolazione forzata, l'impianto si riempe solo quando è possibile o necessario. L'impianto funziona solo quando c'è sole e il serbatoio non ha raggiunto la temperatura desiderata, negli altri casi l'impianto rimane in condizione di riposo. La pompa svuota l'impianto se non c'è sole o se la temperatura dell'accumulo ha raggiunto la temperatura desiderata.

Sottovuoto con parabola riflettente

La moderna tecnologia ha portato allo sviluppo di pannelli costituiti da tubi di vetro sottovuoto al cui interno vengoo poszionati assorbitori di calre in rame a cui vengono applicati assorbitori in genere di alluminio per aumentare la superficie di scambio dell' assorbitore in rame. La prestazione del tubo sottovuoto già di gran lunga superiore a quella di un panello piano viene ulteriormente aplificata da particolari trattamenti eseguiti sul vetro (borosilicatura) e dall' introduzione della parabola riflettente eseguita in laminato riflettente a bassa iridescenza in grado di riflettere percentuali superiori al 90% della luce totale rendendo cosi possibile lo sfruttamento dell' intera superficie del tubo come mostrato nella figura seguente.

 

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