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Solare Termico

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Casella di testo: Le tecnologie per utilizzare l'energia solare e produrre calore a bassa temperatura usano pannelli solari termici i quali scaldano un liquido   allo scopo di trasferire il calore per produrre acqua calda o scaldare gli ambienti. Il sistema solare per scaldare l'acqua consiste essenzialmente del pannello solare o collettore solare piano, serbatoio termicamente isolato, destinato all'accumulo dell'acqua calda, circuito di collegamento di questi due componenti e dei relativi sistemi di regolazione e controllo. La circolazione dell'acqua tra il collettore e il serbatoio può avvenire per effetto dell'azione di una pompa ( sistemi attivi ) o per circolazione naturale, sfruttando le differenze di temperatura del circuito ( sistemi passivi ). I singoli componenti e il sistema nel suo insieme sono più o meno sofisticati dal punto di vista tecnologico con rendimenti che attualmente toccano circa l’80%. Con i collettori piani senza concentrazione la temperatura massima raggiungibile si aggira intorno ai 90 °C e sarà di poco superiore nel caso la base assorbente sia stata trattata con speciali vernici in modo da ottenere una superficie selettiva. Il rendimento dei pannelli solari è aumentato del 30 % nell'ultimo decennio, rendendo varie applicazioni nell'edilizia, nel terziario e nell'agricoltura commercialmente mature e competitive. Nel mondo sono installati oltre 36 milioni di metri quadri di pannelli solari di cui 9.000.000 nell'Unione europea. La vita di uno scaldacqua solare in commercio si può indicare in circa 20 anni, con costi di manutenzione annuali dell'ordine del 0,5% del costo iniziale dell'impianto. I sistemi solari per scaldare l'acqua sono in genere utilizzati per gli usi domestici di singole famiglie ( servono sia acqua calda sanitaria che acqua calda per lavatrice e lavastoviglie ). Si tratta di impianti di 4-6 mq, con serbatoio di 150-300 litri, che consentono di produrre acqua calda a temperature relativamente elevate ( 70 °C),. L'energia prodotta nelle 24 ore è dell'ordine di 3 kWh per mq di superficie di collettore, rispettivamente in inverno e in estate con cielo sereno. Caso di Produzione di acqua calda con scaldabagno elettrico In questo caso, l'utilizzo di energia termica per produrre acqua sanitaria comprende una doppia trasformazione. In una prima fase occorre produrre energia elettrica (tipicamente, in centrali idroelettriche o termoelettriche). L'energia elettrica prodotta, poi, trasportata all'utenza, dovrà a sua volta trasformarsi in energia termica per effetto Joule per essere conferita all'acqua. Per produrre con uno scaldabagno elettrico 1500 kcal (1,7 kWh termici) sono necessari circa 1,94 kWh elettrici, avendo stimato l'efficienza di conversione dello scaldabagno elettrico pari al 90%. Mediamente, una famiglia di quattro persone utilizza, quindi, 7,74 kWh elettrici al giorno per la produzione di acqua calda sanitaria. Ma è da considerare che, per la produzione di ogni kWh elettrico, vengono consumati dal parco di centrali elettriche, circa 2,54 kWh, sotto forma di energia primaria. Considerando questa doppia trasformazione da energia primaria in energia elettrica e da elettrica a termica, emerge che, per produrre l'acqua calda necessaria giornalmente per soddisfare il fabbisogno pro capite sono necessarie 2,54 . 1,94 = 4,93 kWh primari equivalenti a 4.240 kcal. In tal modo solo il 35% dell'energia primaria consumata viene effettivamente utilizzata dall'utente. Nel caso, poi, di una famiglia di quattro persone, si arriva a 16.960 kcal/giorno, pari a 17,72 kWh (termici). Caso di produzione di acqua calda con caldaia a gas Una caldaia a gas ha ovviamente una resa energetica diretta più alta, perché evita la conversione più energivora (e più exergivora), che consiste nel passaggio energia termica -> energia elettrica. Per questo la resa globale si aggira sull'80÷85%. La produzione di calore e il conseguente riscaldamento dell'acqua sanitaria avviene per combustione diretta del metano. Nel caso peggiore di rendimento del 80%, per produrre 1500 kcal sono quindi necessarie in un giorno 1875 kcal (ossia 2,18 kWh). Nel caso di una famiglia di quattro persone si arriva a 7500 kcal/giorno. Confronto di consumi energetici tra i casi esaminati La figura seguente mostra il risultato del confronto tra il fabbisogno energetico necessario per la produzione di acqua calda sanitaria con uno scaldabagno elettrico, con una caldaia a gas, un sistema caldaia gas/collettore solare termico ed un sistema scaldabagno elettrico/collettore solare termico, ferme restando le ipotesi sopra enunciate ed il quantitativo procapite di acqua necessaria.   Si osserva allora che, nel passaggio dalla soluzione con scaldabagno elettrico a quella con caldaia a gas integrata da collettori solari, il consumo energetico procapite passa da 4,93 a 0,87 kWh. E' il caso più interessante, dunque, che porta ad una riduzione dell'82% del consumo energetico, a parità di servizio reso.   Nel confronto tra il sistema basato sull'integrazione di collettore solare con una caldaia a gas e la caldaia stessa, si nota come il consumo passi da 2,18 kWh, per il caso della sola caldaia, a 0,87 kWh, per il sistema integrato. Nel passaggio dal solo scaldabagno elettrico ad uno scaldabagno integrato da collettori solari, il consumo energetico scende da 4,93 a 1,97 kWh. Costi Nel caso dei collettori solari il costo al metro quadro è, in realtà poco indicativo, poiché il vero costo deve essere correlato alla quantità di acqua calda prodotta in un anno. Una famiglia di 4 persone che consuma 50÷60 litri di acqua calda a persona, ogni giorno, per un totale di 80÷100 mila litri annui spende circa 445 €uro per riscaldare l'acqua con energia elettrica e 290 €uro se la scalda con caldaia a metano. Se l'impianto solare integra la caldaia per un 60÷70% il risparmio annuo è di circa 180 €uro. La spesa per l'acquisto di un sistema termico solare, utile alla famiglia d'esempio, è di circa 1.300 €uro, per cui l'impianto è ammortizzabile in meno di 3 anni.  

                                                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I marchi delle Aziende e delle Società che partecipano alla iniziativa  "ACQUISTATE con Noi";

  di Bergamo

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  IS Engineering di Crotone e Reggio Emilia

  Tecnosolare di Torino

  Biogenesis di Torino

  SGM Progetti di Locarno (Svizzera)

  Valore Energia di Forte dei Marmi

  Ofseco di Caltanissetta

  Tecnosolar di Mantova

  Asso di Sole di Piacenza


 

 

 

 

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