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DESCRIZIONE TECNICA

DESCRIZIONE DETTAGLIATA dell’Intervento :   Un Collettore solare termico (piani, sottovuoto, concentrazione e concentrazione piana) è in grado di recuperare l’energia irradiata dal sole in energia termica, ossia calore, che può essere utilizzato negli usi quotidiani, quali ad esempio il riscaldamento dell’acqua per i servizi o il riscaldamento degli ambienti. Il suo funzionamento è molto semplice. Essendo la radiazione solare  un insieme di luce e calore è quindi un fenomeno spontaneo che può essere verificato su ogni cosa che si espone al sole. Lo scopo del collettore  termico è quello di  catturare più energia possibile  da trasferire agli accumuli o agli utilizzi contemporanei. I collettori fototermici  uniti a dei buoni impianti per il trasferimento riescono a far utilizzare sino al 70-80% dell’energia  proveniente dal sole  ma il rendimento medio  è attorno al 50%.

La tecnologia per l'utilizzo termico dell'energia solare ha raggiunto maturità ed affidabilità tali da farla rientrare tra i modi più razionali e puliti per scaldare l'acqua o l'aria nell'utilizzo domestico e produttivo. La radiazione solare, nonostante la sua scarsa densità (che raggiunge 1kW/m² solo nelle giornate di cielo sereno), resta la fonte energetica più abbondante e pulita sulla superficie terrestre.

L'installazione di un impianto solare termico su una superficie ben esposta tra sud-est e sud ovest per produzione di calore da trasmettere ad accumulo di Acqua Calda per usi igienici ed anche per riscaldamento ambienti.   Gli impianti solari possono essere di vario tipo e per numerose applicazioni.  Per una maggiore informazione leggete Le applicazioni dell’energia solare 

Si ricorda che le norme edilizie impongono che tutti i nuovi edifici e quelli ristrutturati debbano prevedere obbligatoriamente impianti solari termici per la copertura di almeno il 50% del fabbisogno di Acqua calda Sanitaria. 

AREA D'APPLICAZIONE: Tutti gli edifici o strutture che presentano consumi di acqua calda sanitaria importanti e/o consistenti su tutto l'arco dell'anno. Possono essere utilizzati sia nel settore residenziale, ma anche nell'industria e nell'agricoltura. 

PROBLEMI DOVUTI ALLA MANCANZA DI QUESTA MISURA: Nessun problema se non quello causato da crescenti costi monetari ed ambientali dovuti al consumo di combustibili fossili. 

PRECAUZIONI E CONSIDERAZIONI VARIE: Gli impianti solari  termici necessitano di maggiori attenzioni e manutenzioni degli impianti tradizionali

ULTERIORI VANTAGGI non energetici:  Minor dipendenza dalle variazioni di costo dell'energia da origine fossile.  Conferisce a chi ha adottato questa tecnologia un attributo di attenzione culturale e sensibilità ai problemi dell'ambiente.   Indipendenza dalle forniture di rete quantomeno per tutti i mesi estivi al 100%. 

VANTAGGI AMBIENTALI:  Un primo indicatore di confronto tra le diverse tecnologie a disposizione può essere ritenuta la quantità di anidride carbonica mediamente immessa nell'ambiente per produrre, nelle stesse condizioni, acqua calda sanitaria. In Italia, per produrre un kWh elettrico, le centrali  termoelettriche emettono nell'atmosfera in media 0,58 kg di anidride carbonica (CO2), uno dei principali gas responsabili dell'effetto serra [Dati ENEL 1999].  Il fabbisogno di energia elettrica di un'utenza monofamiliare (4 persone) per produrre ACS con uno scaldabagno elettrico è pari a 7,74 kWh (elettrici). Pertanto, lo scaldabagno in esame è indirettamente responsabile dell'immissione nell'atmosfera di: 0,58 kg CO2 / kWh (elettrico) .7,74 kWh (elettrici) /giorno = 4,5 kg CO2/giorno, con una media procapite di 1,125 kgCO2/giorno.  Nel caso di una caldaia a metano, nella combustione si formano 0,25 kg CO2 per ogni kWh termico; una famiglia di 4 persone dà quindi origine alla seguente produzione giornaliera di anidride carbonica: 0,25 kg CO2 . 6.97 kWh (termici) = 1,74 kg CO2 /giorno con una media procapite di 0,435 kgCO2/ giorno.  

Tra il caso di impiego della caldaia a metano e quello di integrazione di questa con i collettori si verifica una riduzione,i valore assoluto, di 0,33 kg di CO2 procapite, mentre lo scaldabagno elettrico, se impiegato con il solare, porta ad una riduzione di 0,675 kg di CO2.

SVANTAGGI: Maggiori costi iniziali d'investimento e maggiori attenzioni di gestione e manutenzione. 

COSTI DI ACQUISTO:  ll costo è abbordabile.  Per una famiglia di 4 componenti un impianto solare termico di  6 mq richiede un investimento intorno ai 5000 €

COSTI D'INSTALLAZIONE: L'installazione è inclusa nel costo sopracitato

REDDITIVITA’ DELL’INVESTIMENTO: Una famiglia di 4 persone che consuma 50÷60 litri di acqua calda a persona ogni giorno, per un totale di 70 - 80  mila litri annui spende circa 500 € per riscaldare l'acqua con energia elettrica e 325 € se la scalda con caldaia a metano. Un impianto solare presenta una redditività variabile fra i 5 ed i 10 anni di tempo di ritorno. Con i contributi statali (detrazioni fiscali del 55% in 5 anni) i tempi di ritorno si dimezzano e questi impianti diventano assai convenienti. 

Molto redditizio poi l’utilizzo  in complessi utilizzati nel periodo estivo es. campeggi, strutture alberghiere, piscine, l’essiccamento di cereali, in impianti di desalinizzazione, nella fotosintesi dell’acqua etc. Vista la possibilità d’integrare il riscaldamento degli ambienti,  gli impianti solari si utilizzano anche d‘inverno con buoni profitti.

NECESSITA’ DI MANUTENZIONE E GESTIONE E relative VARIAZIONE DI COSTO : Le operazioni di manutenzione vanno condotte con estrema regolarità.  Una evaporazione del glicole del circuito può mettere l'impianto in pericolo di rottura a causa delle gelate invernali.  Piccole falle nel circuito possono portare ad avere aria nel circuito del primario, con mancanza di trasferimento del  calore nel serbatoio d'accumulo. 

OSSERVAZIONI SUI FATTORI DI COSTO: Vi possono essere variazioni importanti da produttore a produttore. 

PROCEDURE  DECISIONALI & VALUTATIVE        TOP

PROCEDURA DIAGNOSTICA (AUDIT) E CRITERI DECISIONALI:  Il processo decisionale è quanto mai diverso a seconda delle situazioni e dei decisori.  Come linea di massima, quando si dispone di una superficie esposta ben adatta, va considerata sempre la possibilità di installare un impianto sia di solare termico che di solare fotovoltaico o di entrambi. 

POTENZIALE DI RISPARMIO ENERGETICO: L'applicazione più comune è il collettore solare termico utilizzato per scaldare acqua sanitaria. Un metro quadrato di collettore solare può scaldare a 45÷60 °C tra i 40 ed i 300 litri d'acqua in un giorno secondo dell'efficienza che varia con le condizioni climatiche e con la tipologia di collettore tra 30 % e 80%

PROCEDURA DI VALUTAZIONE DEL RISPARMIO D' ENERGIA: Si allega metodologia semplificata usata dall'ENEA  (vedi scheda_collettori ENEA).  

In media, in Italia si consumano circa 50 litri al giorno di acqua calda sanitaria pro capite, alla temperatura di 45°C. Ipotizzando una temperatura dell'acqua proveniente dall'acquedotto pari a 15 °C si può calcolare il quantitativo pro capite Q, di energia termica necessaria:

 Q = G . cs . (Tu - Ta ) = 50 Litri . 1 kcal/Litro °C . 30 °C = 1500 kcal /(860 Kcal/kWh)= 1,744 
kWh <        /FONT >          <    /STRONG>  
    
Avendo indicato con: 

G, massa d'acqua da scaldare (Litri)

cs , calore specifico dell'acqua (kcal/l)

Tu, temperatura di utilizzo, pari a 45°C

Ta, temperatura acqua dell'acquedotto (°C).