Solare Termodinamico domestico: come funziona

solare termodinamico
Solare termodinamico domestico significa acqua calda tutto l’anno con qualsiasi condizione meteo ed in ogni ora del giorno e della notte. Questo se lo si adotta in casa propria, altrimenti è in grado di produrre energia elettrica, sempre dal sole e sempre senza oscillazioni stagionali “alla faccia” di sistemi solari “cugini” come anche solo quello termico e basta.



Solare Termodinamico : di cosa si tratta

Un impianto solare termodinamico si basa sul ciclo di Carnot, poi ci tufferemo nella termodinamica, per qualche minuto, per conoscerlo. Intanto possiamo osservare gli elementi principali di un sistema solare termodinamico e per prima cosa troviamo una pompa di calore caratterizzata da un pannello solare termodinamico che rappresenta la superficie, molto ampia, di scambio termico, che avviene con il sole e, in generale, con l’ambiente esterno.

Il pannello è importante che sia XXL, perché le prestazioni del solare termodinamico sono legate al calore che si riesce a sfruttare sia se proveniente dall’ambiente esterno, sia se da radiazione solare. Un grande pannello significa un coefficiente di prestazione (COP) altissimo, battendo senza discussioni altri sistemi sul mercato oggi con simili funzioni.

Ottima riuscita assicurata, quindi, per il solare termodinamico, per fornire acqua calda sanitaria in grandi volumi, in case, condomini o grandi edifici, ma anche per riscaldare piscine e ambienti in bassa e alta temperatura. Un altro dei più comuni impieghi per il solare termodinamico. Poi c’è l’ambito industriale in cui è ugualmente apprezzato per le sue prestazioni e sopratutto per la costanza con cui, fedele, fornisce anche energia elettrica.

solare termodinamico come funziona

Solare Termodinamico: come funziona

Ecco il tuffo nella fisica promesso, per conoscere il principio alla base del solare termodinamico: il ciclo di Carnot (2° principio della termodinamica). Bisogna immaginare, molto grossolanamente parlando, ad una sorta di frigorifero al contrario: il ciclo che andiamo a vedere è più o meno così.

Vediamo meglio: nel solare termodinamico abbiamo un fluido refrigerante a bassa temperatura che girando nel pannello termodinamico si riscalda, un po’ per il calore della radiazione solare e un po’ per la temperatura esterna, come già visto. Entrambi contribuiscono a creare una differenza di temperatura che fa sì che il refrigerante passi dallo stato liquido a quello gassoso e venga subito aspirato dal compressore che, detto fatto, lo comprime.

Cresce la pressione, del gas caldo, e aumenta ancora la temperatura, il gas così compresso e caldo entra nel condensatore. Si tratta di una serpentina “arrotolata” attorno ad un serbatoio spesso in acciaio inox in cui c’è dell’acqua. Acqua che, ovviamente, così avvolta, si riscalda a scapito del refrigerante che, cedendo il suo calore, procede verso la valvola di espansione e torna in fase liquida. Ecco il ciclo.

solare termodinamico principio fisico

Solare Termodinamico domestico

In casa, tutti noi, villetta o appartamento, vicini di casa sperando concordi, possiamo installare un impianto solare termodinamico assicurandoci buoni risparmi sui costi energetici. Ad oggi conviene per il riscaldamento dell’acqua per il bagno, ad esempio, ma anche per il riscaldamento degli ambienti. Il solare termodinamico può vantare i più bassi costi di gestione in assoluto.

Inoltre, ragionando in ambito domestico e confrontandolo con l’opzione il termico, il solare termodinamico produce acqua calda 365 giorni l’anno, in ogni ora del giorno e della notte, anche nei periodi di scarso irraggiamento solare. Ciò significa che meno di altri impianti, se non mai, ha bisogno essere affiancato da un generatore di calore ausiliario che ha i suoi costi. Soprattutto, per il solare termico, in inverno.

Nell’ambiente esterno, infatti, ricordando che le caratteristiche del Paese che abitiamo, possiamo ritenere che ci sia sempre quel minimo di calore sufficiente al funzionamento del solare termodinamico. Basta una minima di -5° e lui riesce a dare sempre acqua calda a 55°.

solare termodinamico domestico

Solare Termodinamico a concentrazione

Se il colare termico è molto orientato ad un uso domestico, il solare termodinamico ha lo sguardo anche altrove e può ambire, con le sue performance, a raggiungere alte temperature (600 °C e oltre) dimostrandosi adatto anche ad applicazioni industriali come la generazione di elettricità o altri processi industriali. E’ prezioso anche in questo frangente, il fatto che il solare termodinamico abbia prestazioni ottime assicurate anche di notte o con cielo coperto o in stagioni con poca radiazione solare: può assicurare energia elettrica comunque. E noi possiamo parlare di solare termodinamico come fonte rinnovabile e alternativa.

In questa applicazione non più domestica troviamo il solare termodinamico a concentrazione, gli impianti in uso sono di quattro tipi: a collettori parabolici lineari, a collettori lineari a riflettore Fresnel, a torre di energia solare ed a riflettore parabolico circolare.

Un accenno senza perderci in dettagli troppo tecnici: quelli a collettori parabolici lineari hanno specchi parabolici che ruotano su un solo asse e riflettono e concentrano la luce diretta del sole su un tubo ricevitore dove scorre il refrigerante. Il solare termodinamico a specchi lineari a riflettore Fresnel mostra invece svariate strisce strette parallele di specchi piani inclinati opportunamente per concentrare la radiazione solare su tubi posizionati opportunamente in alto, sopra e parallelamente alle file di specchi piani.

Il terzo tipo di impianto, a torre di energia solare, sfrutta invece un sistema di specchi riflettenti indipendenti che inseguono il sole e concentrano i raggi su un ricevitore fisso posto alla sommità di una struttura a torre, al centro, dove scorre il fluido. Resta quello a riflettore parabolico circolare, complesso, in cui si fa in modo che la radiazione solare venga riflessa su un fuoco centrale dove si trova il fluido da scaldare.

Solare Termodinamico: opinioni

Tra vantaggi e svantaggi, e qualche leggenda metropolitana e ambientale, il solare termodinamico ha l’indubbio pregio, indiscusso, di poter assicurare la produzione di energia più uniforme nel tempo anche di notte o in caso di cattivo tempo, rispetto ad altri impianti come il solare termico o il fotovoltaico.

Tra i problemi che accompagnano la scelta del solare termodinamico c’è la considerevole estensione dei pannelli, necessari per captare energia dall’esterno, sole e temperatura ambiente e anche il pericolo di atti vandalici. Impianti estesi, infatti, sono troppo poco “sorvegliabili” e quindi più soggetti a danneggiamenti volontari. Quest’ultimo, però, è uno svantaggio molto diffuso rispetto a quegli impianti che “attirano l’attenzione” dei maleducati o dei delinquenti.

Personalmente non penso che, se fosse meno esteso, il solare termodinamico o chi per esso, sarebbe meno a rischio. Chi vuole danneggiare decide di farlo secondo altri criteri e altri scopi indipendenti dall’estesione dei pannelli. Opinione comune, quindi, per il solare termodinamico, è che ad oggi costituisca una svolta importante nel panorama e nel percorso di produzione energetica da fonte solare, fonte primaria di energia sulla Terra.

Solare Termodinamico: incentivi

Su questo aspetto meglio rifarsi ad enti come quello di gestione servizi energetici: GES. Nel caso del solare termodinamico si legge che il meccanismo di incentivazione in Conto energia (D.M. 11 Aprile 2008 e successive modifiche apportate dal D.M. 6 luglio 2012) prevede apposite tariffe incentivanti e remunera l’energia elettrica prodotta da un impianto per un periodo di 25 anni. Preciso che questo è nello specifico per il solare termodinamico e che le tariffe restano costanti per il periodo d’incentivazione. Nel caso di impianti ibridi, inoltre, solo l’energia elettrica derivante da fonte solare è incentivata con le tariffe del Conto energia.

Sul sito ufficiale di GES sono visibili i valori per gli impianti entrati in esercizio fra il 18 luglio 2008 e il 31 dicembre 2015 con le varie specifiche, spiegate in modo molto chiaro. Per il solare termodinamico che entra in funzione da gennaio 2016 fino al 31 dicembre 2016 valgono le tariffe del 2015 decurtate del 5%, per quelli attivati nei 12 mesi del 2017 le tariffe del 2015 saranno decurtate di un ulteriore 5%.

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Pubblicato da Marta Abbà il 15 gennaio 2016