Cos'è e come funziona l'energia solare termica

Energia solare termica

Quando parliamo di energia solare, la prima cosa a cui pensiamo sono i pannelli solari. Ovvero l'energia solare fotovoltaica, forse la più famosa di tutte le energie rinnovabili, insieme all'eolico. Tuttavia, esiste un altro tipo: l'energia solare termica.

Se vuoi sapere tutto su questo tipo di energia solare, da cosa è a cosa utilizza, attraverso le sue caratteristiche, continua a leggere 🙂

Cos'è l'energia solare termica?

Cos'è l'energia solare termica

Come suggerisce il nome, è un tipo di energia rinnovabile e pulita che consiste nello sfruttare l'energia del sole per generare elettricità. A differenza dei pannelli solari utilizzati nell'energia fotovoltaica per generare elettricità dai fotoni di luce presenti nella radiazione solare, questa energia sfrutta questa radiazione per riscaldare un fluido.

Quando i raggi del sole colpiscono il fluido, lo riscalda e questo fluido caldo può essere utilizzato per vari usi. Per avere un'idea migliore, Il 20% del consumo energetico di un ospedale, un albergo o una casa corrisponde all'uso di acqua calda. Con l'energia solare termica possiamo riscaldare l'acqua con l'energia del sole e sfruttarla così che, in questo settore energetico, non dobbiamo utilizzare energia fossile o altra energia.

Sicuramente stai pensando che l'acqua di fiumi, laghi e bacini artificiali sia esposta alla radiazione solare e, tuttavia, non si riscaldi. Ed è che per sfruttare questa radiazione solare è necessaria un'installazione speciale che aiuti a riscaldare i fluidi per, successivamente, utilizzarli.

L'energia solare termica contribuisce in modo significativo alla riduzione dei costi, risparmiando così energia e riducendo le emissioni di CO2 che causano il riscaldamento globale e innescano il cambiamento climatico.

Componenti di un impianto termico

Una volta che sappiamo cos'è l'energia solare termica, dobbiamo avere gli elementi necessari per realizzare un impianto solare che ci permetta di sfruttare questa risorsa energetica.

Catcher

collettore di energia solare termica

La prima cosa che deve avere un impianto di questo tipo è un collettore o un pannello solare. Questo pannello solare non funziona come il noto fotovoltaico. Non ha una cella fotovoltaica che raccoglie i fotoni di luce per trasformarli in energia, ma piuttosto ci permettono di catturare la radiazione solare per iniziare a riscaldare il fluido circolano al loro interno. Esistono diversi tipi di collezionisti e con differenze nelle loro prestazioni.

Circuito idraulico

Circuito idraulico

Il secondo è il circuito idraulico. Sono le tubazioni che compongono il circuito dove trasporteremo il fluido termovettore che si prenderà cura dell'azione che andremo a svolgere. Il circuito è solitamente chiuso nella maggior parte delle installazioni. Pertanto, si parla di circuiti unidirezionali, dal pannello e circuiti di ritorno, fino al pannello. È come se questo circuito fosse una specie di bollitore che contribuisce al riscaldamento di un luogo.

Scambiatore di calore

Sono incaricati di trasportare il calore attraverso il circuito. Lo scambiatore di calore trasferisce all'acqua l'energia catturata dal sole. Di solito sono esterni al serbatoio (chiamati scambiatori a piastre) o interni (serpentina).

Accumulatore

accumulatore di energia solare termica

Poiché la domanda di energia solare non è sempre la stessa, come nel fotovoltaico, lo richiede qualche sistema di accumulo di energia. In questo caso l'energia solare termica viene immagazzinata negli accumulatori. Questo accumulatore riesce ad immagazzinare l'acqua calda per averla a disposizione quando ne abbiamo bisogno. Sono serbatoi che hanno la capacità e l'isolamento necessario per evitare perdite di energia e mantenere l'acqua sempre calda.

Pompe di circolazione

pompe di circolazione

Per trasportare il fluido da un luogo all'altro sono necessarie delle pompe che servono a vincere le perdite di carico dei circuiti e le forze di attrito e di gravità.

Potenza ausiliaria

Quando c'è meno radiazione solare, la produzione di questa energia diminuisce. Ma non è questo il motivo per cui lo fa anche la domanda. Di fronte a questo tipo di situazione in cui la domanda supera l'offerta, avremo bisogno di un sistema di supporto che riscaldi l'acqua e che sia totalmente indipendente dall'impianto solare. Questo è chiamato generatore di backup.

È una caldaia che inizia a funzionare in condizioni in cui l'energia solare termica è più sfavorevole e riscalda l'acqua immagazzinata.

Articoli necessari per la sicurezza

È importante disporre di un sistema di sicurezza per garantire che l'installazione funzioni in condizioni ottimali e non si deteriora nel tempo. Gli elementi che compongono un sistema di sicurezza sono:

Vasi di espansione

spremere i bicchieri

Come sappiamo, quando l'acqua aumenta la sua temperatura, aumenta anche il suo volume. Per questo motivo è necessario un elemento in grado di assorbire questo aumento di volume man mano che il fluido termovettore si espande. A tale scopo vengono utilizzati vasi di espansione. Esistono diversi tipi di bicchieri: aperti e chiusi. I più utilizzati sono quelli chiusi.

Valvole di sicurezza

Le valvole vengono utilizzate per il controllo della pressione. Quando viene raggiunto il valore di pressione impostato nel processo di calibrazione, la valvola scarica il liquido per evitare che la pressione raggiunga limiti potenzialmente pericolosi.

Glicole

Il glicole è un fluido ideale per trasportare il calore dell'impianto solare termico. La cosa più consigliabile è che sia un liquido antigelo, poiché in zone dove la temperatura è molto bassa, un congelamento dell'acqua nei circuiti potrebbe distruggere l'intero impianto. Inoltre il fluido deve essere atossico, non bollire, non corrodersi, avere un'elevata capacità termica, non deve essere sprecato ed essere economico. Altrimenti, l'energia non sarebbe redditizia.

L'ideale in un impianto di questo tipo è avere una percentuale del 60% di acqua e del 40% di glicole.

Dissipatori di calore

Poiché in molte occasioni l'acqua si riscalda eccessivamente, è importante disporre di dissipatori che impediscano questo pericoloso riscaldamento. Sono presenti dissipatori di calore statici, ventole, ecc.

Trappole

scarico automatico

Le trappole sono in grado di estrarre l'aria che si accumula all'interno dei circuiti e che può provocare seri problemi nel funzionamento dell'impianto. Grazie a questi depuratori quest'aria può essere estratta.

Controllo automatico

Circuito di energia solare termica

È l'elemento che fa funzionare tutto correttamente, poiché suppone un controllo automatico che misura le temperature nei pannelli, serbatoi, programmazione, attivazione del dissipatore elettrico (se questo sistema esiste), programmatore, controllo pompa, ecc.

Con queste informazioni è possibile saperne di più sull'energia solare termica e sulle sue applicazioni.


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