Acqua Calda dal sole con i Pannelli Solari Termici Come Averla

L’acqua calda sanitaria, cioè quella che si utilizza per lavare le stoviglie, gli indumenti e per l’igiene personale si può ottenere in un modo assolutamente ecologico con un impianto a pannelli solari termici. Utilizzando il calore del sole infatti si può riscaldare dall’80% al 95% di tutta l’acqua che usiamo con un costo pari a zero, risparmiando notevolmente sui consumi di metano e contribuendo a diminuire le immissioni di CO2 in atmosfera, ma non solo. I pannelli solari termici possono essere utilizzati non solo per la produzione di acqua calda per usi sanitari, ma anche per il riscaldamento di una casa attraverso l’utilizzo di sistemi a pannelli radianti che si installano sotto il pavimento restituendo una temperatura costante di 19 gradi con soli 35 gradi del’ acqua prodotta dal collettore solare.

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Esistono anche impianti cosiddetti ibridi perchè consentono di produrre sia acqua calda per usi sanitari che energia elettrica con la parte fotovoltaica.

La soluzione “solare” è possibile sia al nord che al sud d’Italia, ovviamente nel meridione il rendimento di tali impianti è ottimale anche nel periodo invernale, mentre nelle regioni settentrionali bisogna prevedere l’installazione di uno o due pannelli in più e di un serbatoio più grande che mantenga calda l’acqua nelle giornate nuvolose.

E’ difficile quantificare quale sia il risparmio che si può realizzare con questa scelta “verde” perché dipende dal numero delle persone e dalle abitudini familiari; si può tuttavia affermare che nel periodo estivo anche nel nord Italia si ha la totale autosufficienza (giugno, luglio, agosto), mentre durante gli altri mesi i pannelli copriranno il fabbisogno per circa l’80%. Nel sud Italia invece si può ottenere tutta l’acqua calda di cui si ha bisogno per quasi tutto l’anno.

Nei periodi di massima copertura si può tranquillamente spegnere la caldaia e, se si possiede uno di quei modelli con “pilota”, si realizza, con il solo spegnimento, un risparmio di circa un metro cubo al giorno di metano a cui aggiungere a puro scopo indicativo ancora dai 100 ai 180 metri cubi per persona.

Circolazione Naturale o Forzata

Vi sono in commercio due tipi di pannelli solari termici: a circolazione naturale più indicati per piccoli nuclei o per le regioni più calde e a circolazione forzata. Nel primo caso l’acqua arriva al sistema sanitario a caduta, grazie alla forza di gravità. L’impianto è installato in alto e in basso ci sono le utenze. Nel secondo caso una pompa elettrica spinge l’acqua nel circuito casalingo. Quest’ultima soluzione è ottimale per impianti complessi e molto ampi che non devono servire solo per scopi sanitari ma anche per utilizzare l’acqua per il riscaldamento della casa o di qualsiasi ambiente

I pannelli solari possono essere a circolazione naturale o a circolazione forzata e funzionano in maniera completamente diversa. I due modelli sono molto simili e si differenziano, agli occhi dei meno esperti, solo per la posizione del serbatoio.
Nel sistema a circolazione naturale non ci sono centraline o circuiti elettrici che alimentano la pompa dell’acqua. Questo tipo di pannello solare sfrutta leggi fisiche naturali per il suo funzionamento.

In questo sistema e’ sufficiente mantenere il serbatoio dell’acqua calda in posizione più alta rispetto al collettore. Secondo la legge fisica per cui un liquido caldo tende a stare al di sopra di un liquido con temperatura più bassa, si andrà a creare un circolo continuo nelle tubature. Praticamente il liquido del serbatoio raffreddandosi tornerà verso il pannello, che a sua volta lo scalderà e lo farà risalire verso il serbatoio.

Come per il sistema a circolazione forzata, anche in questi impianti, ci sono due circuiti di tubature distinte: una per l’antigelo e l’altro per l’acqua potabile utilizzata nei servizi igienici domestici.

• I pannelli solari a circolazione naturale sono molto convenienti in termini di costo e in quanto richiedono pochissima manutenzione, per contro sono meno efficienti e in caso di maltempo tendono a disperdere il calore. Per quanto riguarda la manutenzione ordinaria di questi impianti e’ sufficiente ogni monitorare il livello del liquido termovettore ed eventualmente controllare che non ci siano danni o perdite. In questi circuiti e’ consigliabile utilizzare acqua con anti-congelante (glicole) per evitare i danni prodotti dalle ghiacciate dei mesi invernali.
• I pannelli solari a circolazione forzata si servono di una pompa elettrica collegata tramite sonde ad una centralina solare per far circolare l’acqua scaldata dai raggi del sole. Praticamente questo impianto e’ più complesso perché ha i pannelli solari collegati alla serpentina che si trova nel serbatoio. Il fluido dei pannelli si scalda e da’ l’input ad una centralina elettronica che comanda una pompa elettrica. Così facendo il fluido caldo va nella serpentina e scalda l’acqua presente nel serbatoio.

I lati positivi della circolazione forzata son proprio dovuti al fatto che il funzionamento avviene in “maniera forzata”, quindi il serbatoio (che può avere un ingombro fino a 300-500 kg) non pone vincoli di posizionamento ed esteticamente all’esterno dell’abitazione ci sono solo i pannelli.

Inoltre, questo genere di impianto, rispetto a quello a circolazione naturale, consente al fluido di girare in maniera più veloce all’interno del circuito, che inevitabilmente si traduce in un’ottimizzazione del rendimento. Il lato negativo e’ rappresentato dai maggiori costi di assistenza e manutenzione, che possono lievitare in caso di guasto alle sonde, alla pompa e alla centralina.

Un kit completo per un impianto solare a circolazione naturale per la produzione di acqua e per il riscaldamento completo di pannello, serbatoio in vetroresina da 150 litri e con tutto quello che serve per il montaggio costa circa 1300 euro. Un sistema del genere assicura acqua calda sufficiente per 2 o 3 persone, cioè fornisce 250 litri di acqua a 40 gradi ogni giorno.

Per quanto riguarda un impianto solare termico a circolazione forzata, avendo un funzionamento più complesso ha un costo più elevato. Il prezzo per un impianto da 300 litri solo per acqua si aggira intorno ai 5000 euro che possono arrivare a 25000 euro per un impianto per acqua e per il riscaldamento da 3000 litri, di solito usato in contesti industriali o lavorativi.

Ovviamente, in entrambi i casi, l’impianto dovrà essere adeguato a parametri quali le dimensioni della casa, l’isolamento termico, il tipo e il numero di corpi riscaldanti e il nucleo di persone che vi abitano.

Pannelli Piani o Sottovuoto che differenza c’è

Il costo dei pannelli dipende ovviamente dalla qualità del collettore solare, ovvero il pannello che riceve i’insolazione e riscalda l’Acqua. Quelli piani sono i piú economici ed usati spesso solo per esigenze estive. I “sottovuoto”, chiamati anche heatpipe, costano di più, ma possono essere ben impiegati anche in inverno, anche dove fa freddo, in Nord Italia. Senza entrare nei dettagli, sono realizzati tramite tubi che scorrono dentro altri tubi in vetro sottovuoto. Hanno un’efficienza maggiore e riescono a portare l’acqua a 35-40 gradi con un’insolazione minima, ecco perchè possono essere utilizzati in inverno.

• Pannelli solari Piani:  sono quelli di costruzione più semplice e di conseguenza vengono venduti ad un costo minore, sono più economici. Possono essere vetrati o non. L’acqua scorre all’ interno di un tubo nero si scala e viene resa disponibile per scopi sanitari. Un serbatoio coibentato può stivarla per l’uso durante la giornata. Se i tubi sono coperti con vetro c’è minore dispersione di calore. Diciamo che i primi, quelli non vetrati, sono pannelli solari molto economici, utilizzabili d’estate in cui fa caldo, per case di villeggiatura, piscine, stabilimenti balneari ecc. I vetrati possono essere utilizzati anche d’inverno in zone non particolarmente fredde, diciamo da Roma in giù, anche se nel serbatoio di stivaggio dell’ acqua spesso è presente una resistenza elettrica che scalda l’acqua la notte in giornate particolarmente freddi invernali.
• Pannelli solari sottovuoto: è una tecnologia un po’ più complessa, per questo i prezzi dei pannelli heat-pipe sono maggiori rispetto agli altri. I produttori piú famosi sono Cordivari e Viessman. C’è anche da dire però che il costo maggiore li rende utilizzabili anche in paesi dal clima particolarmente rigido, anche durante la stagione invernale. Come funzionano: ogni tubo contiene un altro tubo che è sottovuoto, senza aria. Ciò serve ad eliminare le perdite di calore conduttivo e convettivo per sfruttare al massimo l’energia solare, ecco perchè sono molto performanti anche con poco sole. I tubi sottovuoto sono montati in parallelo uno all’altro ed innestati a baionetta al sistema di raccolta acqua. Ciò è un vantaggio perchè se un tubo del sistema si rompe i pannelli continuano a funzionare, a differenza del sistema con collettori piani.
  Un heatpipe è un semplice dispositivo in grado di trasferire rapidamente il calore da un punto all’altro. Sono spesso indicati come “superconduttori” del calore in quanto possiedono una capacità di trasferimento di calore senza quasi nessuna perdita di calore. È costituito da un contenitore sigillato in alluminio o rame le cui superfici interne hanno un materiale traspirante capillare. Un tubo sottovuoto è simile a un termosifone. Si differenzia da un termosifone in virtù della sua capacità di trasportare il calore contro la gravità mediante un ciclo di evaporazione-condensazione con l’aiuto di capillari porosi che formano lo stoppino. Lo stoppino fornisce la forza motrice capillare per riportare la condensa nell’evaporatore. La qualità e il tipo di stoppino di solito scoraggiano le prestazioni del tubo di calore, poiché questo è il cuore del prodotto. Vengono utilizzati diversi tipi di stoppini a seconda dell’applicazione per cui viene utilizzato il tubo di calore.Un tubo heat pipe è un dispositivo di trasferimento di calore con una conduttività termica estremamente elevata ed efficace.  Nei primi anni, gli heatpipe venivano utilizzati per il raffreddamento dei pannelli fotovoltaici.

Ovviamente se il prezzo di in impianto con pannelli solari piani è di 1000 euro, adatto per una famiglia di 4 persone, quello di un sistema heatpipe è il doppio, anche il triplo. Dipende se ci affianchiamo anche sistemi di riscaldamento elettrici o a gas per “compensare”.

Risparmio Fiscale

Se si sceglie di installare i pannelli termici ci si può avvalere della detrazione fiscale del 50% confermata per tutto il 2015 grazie alla legge di stabilità votata dal Governo Renzi, a partire dal 2016 le detrazioni scenderanno al 36%, (nel caso di sostituzione di impianti di riscaldamento a combustibile fossile), si può quindi detrarre dal reddito questa percentuale calcolata sull’intero ammontare delle spese per l’acquisto e la messa in opera dell’impianto. Le detrazioni saranno spalmate per pari import in 10 anni.

Il dimensionamento del Serbatoio e dei Pannelli Solari Termici

i pannelli solari per produrre acqua calda spesso si confondono con quelli fotovoltaici per produrre energia elettrica. La presenza del serbatoio ci fa subito capire che siamo in presenza del primo tipo di impianto. Il serbatoio è necessario per accumulare l’acqua calda e renderla disponibile quando serve. E’ coibentato ed in molti casi allacciato alla rete elettrica o ad una caldaia a gas. All’ interno c’è una serpentina che scalda l’acqua quando scende sotto una certa temperatura. Ciò accade nella stagione fredda, in giornate in cui piove o durante la notte. Per una famiglia di 4 persone il collettore solare adatto per le esigenze non sarà piú grande di 4 mq, mentre potrebbe andar bene un serbatoio da 300 litri.

Riscaldare l’acqua con il sole metodo fai da te

Riscaldare l’acqua con l’energia solare è un modo efficiente ed ecologico per ridurre i consumi energetici. Ecco alcune soluzioni fai da te che puoi adottare, inclusa quella di usare un vecchio scaldabagno verniciato di nero:

1. Scaldabagno Verniciato di Nero

Materiali necessari:

• Vecchio scaldabagno
• Vernice nera resistente al calore
• Tubature e raccordi
• Supporti per il montaggio
• Tubo di gomma trasparente o nero

Procedura:

1. Preparazione dello scaldabagno: Pulisci il vecchio scaldabagno per rimuovere ruggine e sporco.
2. Verniciatura: Vernicia l’esterno dello scaldabagno con vernice nera resistente al calore. Il colore nero assorbe meglio la radiazione solare.
3. Installazione: Posiziona lo scaldabagno in un’area soleggiata, preferibilmente inclinata a 45 gradi verso sud (se ti trovi nell’emisfero nord) per massimizzare l’esposizione al sole.
4. Collegamenti: Collega i tubi di ingresso e uscita dell’acqua. Puoi utilizzare tubi di gomma trasparente o nero per evitare dispersioni termiche.
5. Riempimento e Test: Riempi lo scaldabagno con acqua e attendi che il sole faccia il suo lavoro. Puoi verificare la temperatura dell’acqua dopo alcune ore di esposizione.

2. Pannello Solare Termico Artigianale

Materiali necessari:

• Pannello di legno o metallo
• Tubi di rame o PVC
• Vernice nera resistente al calore
• Lastra di vetro o plexiglas
• Isolante (schiuma o lana di roccia)
• Raccordi e tubi

Procedura:

1. Costruzione del Pannello: Crea una cornice con il pannello di legno o metallo. Fissa i tubi di rame o PVC sulla cornice, formando una serpentina o una griglia.
2. Verniciatura: Vernicia i tubi di nero per massimizzare l’assorbimento di calore.
3. Copertura: Copri la cornice con una lastra di vetro o plexiglas per creare un effetto serra, che aumenterà l’efficienza del pannello.
4. Isolamento: Applica un isolante sul retro del pannello per ridurre la dispersione di calore.
5. Installazione: Posiziona il pannello in un’area soleggiata, inclinato verso sud.
6. Collegamenti: Collega i tubi del pannello all’impianto idraulico di casa. L’acqua fredda entra nel pannello, si riscalda e ritorna nel serbatoio o direttamente nei rubinetti.

3. Serpentina Solare in PVC

Materiali necessari:

• Tubo in PVC nero (diametro 2-3 cm)
• Supporti per fissare il tubo
• Raccordi e valvole
• Vernice nera (se necessario)

Procedura:

1. Costruzione della Serpentina: Avvolgi il tubo in PVC formando una serpentina. Maggiore è la lunghezza del tubo, maggiore sarà la quantità di acqua riscaldata.
2. Fissaggio: Fissa la serpentina su una superficie piana, come un pannello di legno, oppure direttamente sul tetto.
3. Verniciatura: Se il tubo non è già nero, verniciarlo con vernice nera resistente al calore.
4. Installazione: Posiziona la serpentina in un’area soleggiata, inclinata verso sud.
5. Collegamenti: Collega i tubi all’impianto idraulico. L’acqua fredda entra nella serpentina, si riscalda e ritorna al serbatoio o direttamente ai rubinetti.

4. Sistema di Bottiglie di Plastica

Materiali necessari:

• Bottiglie di plastica trasparenti
• Tubo di plastica nero
• Supporti per fissare il tubo e le bottiglie
• Raccordi

Procedura:

1. Preparazione delle Bottiglie: Taglia il fondo delle bottiglie di plastica e infilale lungo il tubo di plastica nero, creando una copertura per il tubo.
2. Fissaggio: Fissa le bottiglie al tubo con del nastro adesivo o fascette, assicurandoti che siano ben salde.
3. Posizionamento: Posiziona il tubo coperto di bottiglie in un’area soleggiata, inclinato verso sud.
4. Collegamenti: Collega il tubo al sistema idraulico. L’acqua fredda entra nel tubo, si riscalda mentre scorre sotto le bottiglie e ritorna al serbatoio o direttamente ai rubinetti.