Impianto Solare Termodinamico: Cos’è e Come Funziona

Un sistema apparso sul mercato cinque anni fa e che si sta diffondendo sempre più rapidamente nelle case degli italiani: l’impianto solare termodinamico è una delle ultime promettenti tecnologie nell’ambito energetico domestico.  Questa tipologia di impianti ha tantissimi vantaggi rispetto ai normali pannelli solari, come il fatto di poter produrre acqua calda anche nei giorni senza sole e più freddi, costituendo una vera e propria “evoluzione” rispetto ai moduli fotovoltaici. Efficiente, economico ed ecologico, l’impianto solare termodinamico ha ormai rivoluzionato il mondo del fotovoltaico e il fatto che abbia conquistato il mercato e le case degli italiani, non è di certo casuale. 

Cos’è e Come Funziona

Il solare termodinamico è un impianto a pompa di calore basato sull’energia solare, il quale riesce a garantire il riscaldamento dell’acqua in quasi tutte le condizioni climatiche. Il principio di funzionamento di base di questa tipologia di impianto è l’uso del calore esterno. Che sia dei raggi solari o che sia dell’atmosfera, grazie agli enunciati della termodinamica da cui prende il nome, l’impianto riesce a funzionare anche in assenza di luce solare. 

L’impianto è formato da pannelli solari termodinamici in alluminio, i quali contengono un liquido termoconvettore refrigerante. Quest’ultimo solitamente è custodito ad una temperatura estremamente bassa e quando viene riscaldato dalla temperatura esterna o dal calore del sole, inizia il processo di evaporazione, trasformandosi in gas.  Viene utilizzato un liquido termoconvettore specifico poiché presenta una bassa temperatura di evaporazione: circa -4°C. Il gas viene utilizzato come in una pompa di calore: viene aspirato dal compressore che lo riscalda ulteriormente, infatti aumentando la pressione il gas raggiunge la temperatura di 120°C.

Infine viene condotto in una lunga serpentina avvolta in un serbatoio d’acqua, che costituisce il cuore dell’impianto stesso.  L’acqua viene riscaldata grazie al passaggio del fluido incandescente, raggiungendo persino la temperatura di 55 °C, per poi essere utilizzata in qualsiasi ambito domestico. A sua volta il gas si raffredda e, tramite un condensatore, ritorna nuovamente allo stato liquido per iniziare da capo il processo termodinamico. 

Si tratta di un sistema chiuso, ripetitivo e notevolmente efficiente. Insomma, la fonte di energia utilizzata non è esclusivamente il sole, ma anche il calore dell’aria, e il principio di funzionamento dell’impianto solare termodinamico non è molto lontano a quello di una classica pompa di calore. 

Installazione dei Pannelli Solari
Installazione dei Pannelli Solari

Tipologie di Impianti

Attualmente sul mercato esistono diverse tipologie di impianti solari termodinamici. Tuttavia, non è possibile definire il “migliore” poiché ognuno di essi va incontro a necessità diverse. 

L’impianto solare a riflettore Fresnel è un sistema composto da sottili strisce di riflettori piani, i quali accumulano la luce ed il calore su un tubo metallico posto di sopra in orizzontale. Quest’ultimo contiene il fluido termoconvettore che abbiamo illustrato prima. Il vapore prodotto da questa tipologia di impianti arriva a toccare temperature che sfiorano i 400 °C, ma questo sistema presenta un limite non indifferente. Il tallone d’Achille di questa tipologia di impianti è il fatto di non poter conservare il calore dell’aria e dei raggi solari, il che lo rende perfettamente inutile quando il sole manca per un lungo lasso di tempo.  Tuttavia, l’impianto solare a riflettori Fresnel è molto economico grazie alla facile reperibilità dei materiali utilizzati.

Indubbiamente la tipologia più diffusa, gli impianti parabolici lineari sono quegli impianti a concentrazione più popolari e conosciuti.  Il nome viene dato dalle lunghe file di impianti riflettenti a forma parabolica che vengono utilizzati per accumulare calore. La curvatura di questa tipologia di pannelli solari permette di concentrare l’energia termica e solare sul tubo posto orizzontalmente. Questi impianti, oltre a generare una notevole quantità di energia, sono sempre attivi anche la notte e persino nelle giornate più fredde, poiché riescono a conservare in maniera efficiente il calore. 

La terza tipologia di impianti solari termodinamici è quella dei sistemi a torre centrale. La novità di questa tipologia di impianto è la disposizione di centinaia di pannelli solari attorno ad una torre che funge da caldaia. Dentro di essa si trova il liquido termoconvettore, che viene portato alla temperatura di evaporazione grazie alla radiazione riflessa dai pannelli solare che si muovono durante il giorno per sfruttare a pieno la luce solare. Uno dei punti deboli di questo sistema è la distanza sempre crescente che separa gli eliostati dal ricevitore. L’efficienza inoltre viene ridotta da fattori come l’attenuazione di riflessione dovuta all’atmosfera e agli errori di puntamento degli specchi. Il vantaggio principale è che il sistema può essere installato anche in zone collinari ed aree con pendenze rilevanti. Quest’ultime, non sarebbero adatte per le altre tipologie di centrali a concentrazione. 

Ultimo, ma non per importanza, il sistema dish-stirling.  Gli impianti di questo tipo sono particolarmente efficienti poiché inseguono la luce del sole e hanno un fattore di concentrazione superiore di qualsiasi altra tecnologia solare.  Uno dei principali benefici è il raggiungimento di notevoli potenze elettriche anche in poco tempo, infatti questo sistema è consigliato per l’alimentazione di utenze isolate dalla rete elettrica centrale. Il funzionamento di questo impianto è ovviamente legato al suo nome. Il disco (dish) è un concentratore circolare dalla forma parabolica che insegue e accumula la radiazione solare in un ricevitore chiamato “Stirling”. Questo, è un motore che sfrutta direttamente l’energia termica per produrre una considerevole quantità di elettricità. 

Impianto solare
Impianto solare

Prezzi e Agevolazioni Fiscali 

I costi di un impianto solare termodinamico sono variabili e coinvolgono diversi fattori. In primis la grandezza degli impianti, la manodopera e infine anche la qualità dei materiali e il marchio che acquistiamo. In linea generale, un sistema base di 3kW di potenza necessita di una spesa che oscilla tra i 1000 euro e i 3000 euro. Le arrivano a sfiorare i 10000 euro e, a seconda della tipologia dell’impianto desiderato, vanno aggiunti i costi variabili di manodopera e di IVA.  Per installare un sistema di questo tipo è fortemente consigliato rivolgersi a professionisti, i quali possono assicurarti di aver realizzato un impianto efficiente e di ottima qualità.

Per tutti coloro che sono interessati all’acquisto, è bene ricordare che esistono diverse agevolazioni fiscali messe in campo proprio per incentivare la diffusione di queste tecnologie. Nel corso di 10 anni si può detrarre del 65% il costo dell’impianto, ma bisogna considerare l’eventualità di casi particolari in cui siano presenti ulteriori incentivi supplementari forniti dalle regioni. 

Vantaggi 

Per effettuare una scelta consapevole e ben ponderata è bene conoscere tutti i vantaggi e i benefici che esistono dietro l’installazione di questa promettente ed innovativa tecnologia. Partiamo col dire che uno dei vantaggi più importanti è certamente costituito dal notevole risparmio in bolletta. Le imposte del gas e della luce sul nostro portafoglio hanno un impatto considerevole e con questi impianti puoi di certo risparmiare diminuendo l’uso di metano e di corrente elettrica dalla rete comune.  La versatilità degli impianti solari termodinamici è uno dei benefici che si riscontrano da subito. Quest’ultimi funzionano anche in assenza di sole, di notte e nelle giornate più fredde. Questi sistemi non hanno le classiche limitazione degli impianti solari in quanto possono funzionare correttamente in ogni momento a patto che la temperatura esterna non sia al di sotto dei -5 °C. 

Questo tipo di impianto ha dimensioni ridotte, perciò può essere installato praticamente ovunque e l’installazione degli impianti richiede solo alcune ore, al massimo un’intera giornata. Inoltre, tutti i sistemi non hanno bisogno di alcuna protezione antigelo, nè persino di un prodotto per smaltire la quantità eccessiva di calore. Essi infatti, necessitano di un ridotta o quasi inesistente manutenzione in quanto sono stati progettati per durare il più a lungo possibile. L’aspettativa di vita di questa tecnologia supera i vent’anni. 

L’investimento iniziale viene ammortizzato con il tempo e grazie alle agevolazioni fiscali. Il risparmio della bolletta della luce arriva a toccare il 70% nelle zone in cui il sole è sempre costante. Si stima che in circa cinque anni, sia completamente ripagata la spesa iniziale grazie al risparmio e alle agevolazioni fiscali.  L’impianto solare termodinamico è estremamente ecologico. Sfruttando l’energia solare e la temperatura esterna, la centrale a concentrazione risulta essere totalmente ecosostenibile.  In un mondo che guarda sempre di più al benessere dell’ambiente, è bene moralmente prendere una scelta che sia in linea con il nostro ecosistema. 

Conclusioni

Le tecnologie moderne hanno reso gli impianti solari termodinamici di gran lunga più efficienti rispetti agli scorsi decenni e il fatto che questa tipologia di impianti sia una scelta conveniente è sicuramente un dato oggettivo. Per chiudere questa guida è necessario specificare che tutti i sistemi termodinamici sopra illustrati sono delle ottime scelte, ma l’unico che può compiere la scelta migliore sei tu sulla base delle tue esigenze.  Dall’altra parte, investire sul solare è l’opzione migliore per risparmiare e per rendere casa amica dell’ambiente.

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