Requisiti per l'installazione

Testo di Paola Rochira

Requisiti di orientamento e inclinazione dei collettori
Di solito i collettori solari vengono montati su una falda del tetto esposta verso Sud. Deviazioni da Sud verso Sud-Est o Sud-Ovest riducono gli apporti nella misura del 10% circa; deviazioni oltre 45° sono da evitare. Il rendimento più alto si ottiene quando, a mezzogiorno, la luce incide verticalmente sulla superficie del collettore. Poiché in estate il riscaldamento dell'acqua non comporta nessun problema, l'inclinazione del collettore dovrebbe essere tale da permettere di ricevere gli apporti più alti nella mezza stagione e in inverno, cioè tra i 45° e i 65° circa. I normali tetti hanno però un'inclinazione attorno ai 20° e quindi i collettori montati su di essi ricevono i massimi apporti proprio in estate. In questo caso, l'inclinazione ottimale può essere ottenuta tramite un supporto fisso inclinato a 45° oppure un supporto regolabile. Gli esempi realizzati finora non sono molto soddisfacenti dal punto di vista pratico e architettonico, pertanto la prassi è quella di aumentare le superfici captanti affinché il collettore produca la quantità di calore richiesta in inverno.
Si può anche valutare il montaggio verticale del collettore e la sua integrazione nella facciata, così gli apporti invernali risulterebbero maggiori rispetto a quelli ottenibili con un'inclinazione di 20° circa. Una collocazione di per sé favorevole dei collettori può essere facilmente invalidata se soggetta a ombreggiamenti parziali o temporanei della superficie di captazione, dovuta alla presenza di elementi antistanti (altri edifici, vegetazione ecc.) o alle ombre portate da elementi dello stesso edificio, come sopraelevazioni o comignoli ad esempio, in particolari ore del giorno. In sede di definizione dell'integrazione dell'impianto nella costruzione è quindi necessario non solo costruire un diagramma solare per valutare in modo preciso l'azione del contesto ma verificare anche gli apporti d'ombra.

Criteri di dimensionamento dell'impianto
Per il dimensionamento di un sistema solare termico a circolazione forzata per la produzione di acqua calda sanitaria, il parametro di base è il numero di utenti da servire, in funzione del quale si ha una previsione attendibile del consumo di acqua calda giornaliero.
Esso viene quantificato mediamente pari a 70 - 80 litri al giorno, a 45°C di temperatura, a persona. L'acqua calda prodotta da un pannello solare non è determinabile in modo univoco e svincolato del contesto di applicazione, infatti il suo rendimento è in funzione non solo delle caratteristiche tecniche del sistema ma anche di parametri ambientali: il posizionamento e l'orientamento, la zona geografica, la radiazione solare ecc.
II dimensionamento di massima viene effettuato mediante l'applicazione di principi empirici: in linea generale, per ottenere la copertura totale del fabbisogno di acqua calda, si attribuisce almeno un metro quadro di superficie captante per ogni utente (10 tubi sottovuoto nel caso dei pannelli di ultima generazione), in grado di garantire una produzione di almeno 80 - 130 litri di acqua a 40°C in un periodo variabile dalle 6 alle 10 ore a seconda delle stagioni.
La dimensione dell'accumulo invece si calcola tenendo conto che deve garantire un volume minimo di almeno 60-70 litri per ogni metro quadro di pannello solare installato.
I sistemi destinati all'alimentazione di impianti di riscaldamento devono essere dimensionati in funzione delle caratteristiche di questo, temperatura di esercizio e superficie radiante. Nel caso di superfici radianti molto ampie, è consigliabile non perseguire la copertura dell'intero fabbisogno con l'impianto solare dal momento che i costi lieviterebbero in modo consistente, ma è meglio integrarlo con un impianto tradizionale. Nel caso di sistemi a circolazione naturale, il dimensionamento accurato dell'impianto è reso particolarmente difficile dall'impossibilità di valutare l'entità dei moti convettivi e la loro efficienza in termini di trasporto energetico in quanto totalmente dipendenti dalle condizioni di esercizio.
Infine il solaio di copertura deve essere opportunamente dimensionato per tener conto del peso proprio dei collettori solari e del fluido in circolazione, in base ai dati tecnici forniti dal produttore dei collettori prescelti.

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 500 Euro per riscaldare l'acqua con energia elettrica e 375 Euro se la scalda con caldaia a metano. Se l'impianto solare integra la caldaia per un 60÷70% il risparmio annuo oscilla tra 250 e 375 euro ed in 5 anni si ammortizza una spesa di 1.250 ÷ 1.750 euro. Le agevolazioni statali consentono, inoltre, di detrarre dalle tasse parte delle spese di acquisto e di installazione.

Fonti:
A. Magrini e D. Ena, Tecnologie solari attive e passive. Pannelli fotovoltaici e applicazioni integrate in edilizia, EPC Libri, Quaderni per la progettazione, Roma 2002

http://www.minambiente.it
http://www.enerpoint.it

Si rimanda alla consultazione diretta del testo e dei siti su citati per una migliore conoscenza sull'argomento.

Solare termico integrato nel tetto

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Collettori piani

Collettori piani

Pannelli solari sottovuoto su tetto

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Pannelli solari integrati nel parapetto dei balconi

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Pannello con serbatoio d'accumulo integrato

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Pannello solare ad aria

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