Studio Tecnico Impiantistico  
      ING.GIOVANNI RIPA      
IMPIANTI ELETTRICI 
ELETTRONICI 
TERMICI 
CONDIZIONAMENTO 
ANTINCENDIO

STUDIO TECNICO IMPIANTISTICO
ING. GIOVANNI RIPA
 

Laurea Politecnico di Torino

Ordine Ingegneri di Brindisi n.383

Abilitazione 494 facoltà Ingegneria di Lecce

Albo Ministero dell'Interno BR00383I00114

 

giovanni.ripa@poste.it

 

SAN PANCRAZIO SALENTINO

Via Cosimo Miccoli,15

Tel.0831664144  Fax.0831664420 Cell. 3491390719

ELSA dell'Ing. Ripa Giovanni

 

    Impresa abilitata legge 46/90

                                 A - Impianti elettrici

                                 B - Impianti elettronici

                                 C - Impianti termici e condizionamento

                                 D - Impianti idrici

                                 E - Impianti del gas

                                 G - Impianti antincendio

 

    Iscrizione Ministero Conduzione Caldaie

 

 

Benvenuti nel sito dell'Ing. Ripa Giovanni

 

<<CERTIFICAZIONI ENERGETICHE>>

LAVORI DI RISTRUTTURAZIONE CON DETRAZIONI DEL 36%

LAVORI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA CON DETRAZIONI DEL 55%

                                                                       

                           

STUDIO

 

IMPRESA

   

     TERMOTECNICA E CONDIZIONAMENTO

  • Impianti di riscaldamento

  • Impianti di condizionamento

  • Impianti di ventilazione

  • Isolamenti termici 

  • Impianti gas metano e G.P.L. 

  • Adempimenti normativi per il contenimento consumi energetici

  •  (L.10/91) 192/05  311/06   

  • Certificazione energetica                                           

  • Pratiche presso Enti

    IMPIANTI ELETTRICI

  • Impianti di illuminazione e distribuzione luce e FM

  • Progettazione per adeguamento alla L. 46/90

     IMPIANTI ELETTRONICI

  • TV

  • TVcc

  • Rilevazione incendi

  • Sicurezza Antintrusione

  • CitoVideoTelefonia

    ANTINCENDIO     

  • Rilevazione incendi

  • Impianti antincendio fissi

  • Pratiche e certificazioni VV.F.

 

 

     RISPARMIO ENERGETICO

  • Impianti fotovoltaici

  • Impianti eolici

  • Impianti solari termici

    • Impianti termici a pavimento

    • Coibentazioni

    • Caldaie a condensazione  

 

 

 

 

 

 

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Impianti fotovoltaici

Impianti eolici

Impianti solari termici

 

Conto energia

E' stato emanato il nuovo D.M. relativo al conto energia per gli impianti fotovoltaici, dove vengono semplificate le questioni burocratiche ed evitate le speculazioni. Le tariffe incentivanti crescono a seconda che l'impianto fotovoltaico sia non integrato (impianto a suolo), integrato parzialmente (impianto a tetto o a parete), integrato architettonicamente (impianto a tetto o a parete, dove i pannelli costituiscono la struttura portante dell'edificio). Ad esempio, per un impianto da 3 kW le tariffe incentivanti sono le seguenti:
- impianto non integrato: 0,40 €/kWh
- impianto parzialmente integrato: 0,44 €/kWh
- impianto integrato architettonicamente: 0,49 €/kWh
Grazie ad accordi da noi stipulati con gli istituti di credito, è possibile accedere ad un pagamento
rateizzato per 10-15 anni più 6 mesi di pre-ammortamento, dove l'importo delle rate semestrali è pari all'incentivo ricevuto per l'energia prodotta dall'impianto. Il mutuo potrà essere estinto non appena si concluderà l'ammortamento dell'impianto (8/10 anni).
Quindi, la spesa reale da sostenere sarà solo quella relativa all'istruttoria della pratica, visto che le rate saranno pagate grazie all'energia prodotta dall'impianto,
senza nessun ulteriore esborso
da parte del cliente.
La potenza dell'impianto viene scelta dopo aver esaminato il consumo medio annuale di energia, in modo tale da evitare sovradimensionamenti dell'impianto stesso e assicurare un efficace risparmio energetico.

La Legge Finanziaria 2007 prevede l'installazione obbligatoria dei pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica per gli edifici di nuova costruzione, in modo tale da garantire una produzione energetica non inferiore a 0,2 kW per ciascuna unità abitativa.

Si informa che sulla G.U. n. 12 del 16/01/07 è stato pubblicato il bando per la promozione delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica e/o termica tramite agevolazioni alle piccole e medie imprese. Vengono previsti finanziamenti in conto capitale dal 50% al 60% per impianti fotovoltaici da 20 a 50 kW e del 30% per impianti eolici da 20 a 100 kW.
Al seguente sito del Min. dell'Ambiente è possibile visionare e scaricare la documentazione:
http://www2.minambiente.it/news/bando_pmi_16_01_07.htm

Per saperne di più potete contattare il ns. Ufficio Marketing.

 

 

 

 

Gli impianti  fotovoltaici

 

Le celle fotovoltaiche consentono di trasformare direttamente la radiazione solare in energia elettrica, sfruttando il cosiddetto "effetto fotovoltaico" che si basa sulla proprietà di alcuni materiali conduttori opportunamente trattati (tra i quali il silicio, elemento molto diffuso in natura), di generare direttamente energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare. Una cella fotovoltaica esposta alla radiazione solare si comporta come un generatore di corrente con una curva caratteristica tensione/corrente che dipende fondamentalmente dalla intensità della radiazione solare, dalla temperatura e dalla superficie. Essa è generalmente di forma quadrata con superficie di circa 100 cm2, si comporta come una minuscola batteria, producendo, nelle condizioni di soleggiamento tipiche italiane, una corrente di 3 A con una tensione di 0.5 V, quindi una potenza di 1.5 W.

Le tipologie impiantistiche

L’impianto fotovoltaico è l’insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici che captano l’energia solare, la trasformano in energia elettrica, sino a renderla disponibile all’utilizzazione da parte dell’utenza.
Tutti gli impianti fotovoltaici sono classificabili nelle seguenti categorie:

  • Alimentazione diretta: l’apparecchio da alimentare viene collegato direttamente al modulo FV. Il grande svantaggio di questo tipo di impianti è che l’apparecchio collegato non funziona in assenza di sole (di notte).
    Applicazioni: piccole utenze come radio, piccole pompe, calcolatrici tascabili, ecc.

  • Funzionamento ad isola: il modulo FV alimenta uno o più apparecchi elettrici. L’energia fornita dal modulo, ma momentaneamente non utilizzata, viene usata per caricare degli accumulatori. Quando il fabbisogno aumenta, o quando il modulo FV non funziona (p.e. di notte), viene utilizzata l’energia immagazzinata negli accumulatori.
    Applicazioni: zone non raggiunte dalla rete di distribuzione elettrica e dove l’installazione di essa non sarebbe conveniente. Esempi applicativi sono la metrologia e la telecomunicazione, ma anche l’alimentazione domestica di rifugi e casolari di campagna.

  • Funzionamento per immissione in rete: come nell’impianto ad isola il modulo solare alimenta le apparecchiature elettriche collegate. L’energia momentaneamente non utilizzata viene immessa nella rete pubblica. Il gestore di un impianto di questo tipo fornisce dunque l’energia eccedente a tutti gli altri utenti collegati alla rete elettrica, come una normale centrale elettrica. Nelle ore serali e di notte la corrente elettrica può essere nuovamente prelevata dalla rete pubblica. Naturalmente il gestore di un impianto fotovoltaico di questo tipo verrà pagato dall’impresa erogatrice di energia elettrica per l’energia immessa in rete. L’energia è ecologica ed aiuta ad ammortizzare gli investimenti in tempi relativamente brevi.
    Applicazioni: in qualsiasi posto che disponga di un allacciamento standard alla rete pubblica, come abitazioni, uffici, stabilimenti industriali, officine artigianali, banche, scuole, edifici pubblici, ecc.

 

 

 

 

 
Gli impianti  fotovoltaici ad isola

Gli impianti fotovoltaici ad isola funzionano, come fa intuire già il nome, indipendentemente dalla rete elettrica pubblica. Questo tipo di impianto viene dunque impiegato principalmente per l’alimentazione di apparecchi in zone isolate, o nel caso sia richiesta grande mobilità. Per poter disporre di energia elettrica anche durante le ore notturne l’energia fornita durante il giorno dai moduli FV viene immagazzinata da accumulatori.
Un semplice impianto fotovolta
ico ad isola è composto dai seguenti elementi:

  • Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.

  • Regolatore di carica: è un apparecchio elettronico che regola la ricarica e la scarica degli accumulatori. Uno dei suoi compiti è di interrompere la ricarica ad accumulatore pieno.

  • Accumulatori: sono i magazzini di energia di un impianto fotovoltaico. Essi forniscono l’energia elettrica quando i moduli non sono in grado di produrne, per mancanza di irradiamento solare.

  • Inverter: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli e/o dagli accumulatori in corrente alternata convenzionale a 230V. Se l’apparecchio da alimentare necessita di corrente continua si può fare a meno di questa componente.

  • Utenze: apparecchi alimentati dall’impianto fotovoltaico.

 

 

Gli impianti  fotovoltaici connessi con una rete elettrica

Negli impianti per immissione in rete l’energia viene convertita direttamente in corrente elettrica alternata che può alimentare le normali utenze oppure essere immessa nella rete, con la quale lavora in regime di interscambio. In quest’ultimo caso presso l’utente sono installati due contatori: uno che contabilizza l’energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico alla rete ed uno che contabilizza l’energia elettrica che l’utente preleva dalla rete. Nell’ipotesi in cui le due tariffe coincidano, l’utente paga all’ente erogatore dell’energia elettrica solo la differenza tra l’energia consumata, prelevata dalla rete, e quella fornita alla rete.

Un impianto fotovoltaico per immissione in rete é principalmente composto dai seguenti componenti:

  • Cella solare: per la trasformazione di energia solare in energia elettrica. Per ricavare più potenza vengono collegate tra loro diverse celle.

  • Inverter: trasforma la corrente continua proveniente dai moduli in corrente alternata convenzionale. Questo adattatore é assolutamente necessario per il corretto funzionamento delle utenze collegate e per l'alimentazione della rete.

  • Quadro elettrico: in esso avviene la distribuzione dell'energia. In caso di consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte dei moduli fotovoltaici la corrente viene prelevata dalla rete pubblica. In caso contrario l’energia fotovoltaica eccedente viene di nuovo immessa in rete. Inoltre esso misura la quantità di energia fornita dall'impianto fotovoltaico alla rete.

  • Rete: allacciamento alla rete pubblica dell'azienda elettrica.

  • Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto fotovoltaico.

Gli impianti fotovoltaici per immissione in rete rappresentano dal punto di vista applicativo la soluzione ideale in quanto tutta l’energia generata dall’impianto viene comunque utilizzata: o direttamente dall’utente o immessa nella rete elettrica che costituisce quindi un sistema di accumulo infinito.
La mancanza di un sistema di accumulo locale consente inoltre di ridurre sia i costi iniziali sia quelli di esercizio (le batterie di accumulo dopo un certo numero di anni devono infatti essere sostituite).
Per comprendere meglio la logica con la quale funzionano gli impianti fotovoltaici per immissione in rete è utile fare riferimento al grafico che riporta il bilancio energetico di un impianto fotovoltaico per una tipica utenza residenziale.

Le barre verticali gialle rappresentano le quote di energia elettrica fornita dall’impianto fotovoltaico. Tale energia è proporzionale alla radiazione solare incidente e quindi segue un andamento con valori massimi nelle ore centrali della giornata.
Le barre rosse invece rappresentano le quote di energia elettrica richiesta dall’utenza presa come esempio. L’andamento dei consumi elettrici, pur essendo indicativo, evidenzia comunque una richiesta di energia elettrica concentrata nelle ore serali in cui l’impianto fotovoltaico non è in grado di erogare energia.
Quando l’energia elettrica richiesta è superiore a quella che l’impianto fotovoltaico è in grado di fornire, l’utenza preleva energia dalla rete.
D’altra parte quando l’energia elettrica richiesta è inferiore a quella disponibile, e quindi si verificano degli esuberi, l’energia elettrica prodotta dall’impianto fotovoltaico viene immessa in rete.

 

 

 

 

 

Il dimensionamento di un impianto FV

 

Impianto pilota da 3 kW sito nel ns. stabilimento

 

 

 

Il dimensionamento ed i calcoli di un impianto fotovoltaico richiedono molto impegno. Entrano in gioco molteplici fattori, per esempio:

  • Posizione geografica dell’impianto (latitudine)

  • Irraggiamento solare (durata giornaliera, intensità)

  • Temperatura ambientale media (anche la temperatura influenza il rendimento di un impianto)

  • Superficie a disposizione. Se si dispone di uno spazio sufficientemente grande si possono impiegare dei moduli più convenienti a rendimento minore (che necessitano però di superfici maggiori).

  • Fabbisogno energetico degli apparecchi allacciati. È importante scegliere degli apparecchi a basso consumo energetico, come pompe e frigoriferi speciali, lampade a risparmio. Un fabbisogno energetico minore comporta un impianto FV più piccolo e quindi minor costo di acquisto.

  • Ciascuno dei tre tipi di impianti fotovoltaici ha esigenze diverse per quanto riguarda i moduli solari e l’elettronica.

A causa della complessità, la progettazione di un impianto FV deve essere eseguita sempre da un esperto.


 

Su richiesta, possiamo fornire:

 

  • Dispositivo di Interfaccia secondo le norme EN 61000-6-2; EN 61000-6-3
     

  • Moduli Fotovoltaici
     

  • Sistemi di Montaggio per impianti fotovoltaici
     

  • Regolatori di Carica di qualsiasi tensione e corrente

 

 

 

 

 

 

Gli impianti  eolici

 

Tra le fonti di energia alternativa, l’energia eolica è quella che meno ha dovuto subire la concorrenza del petrolio e dei suoi derivati. Rispetto ad altre fonti rinnovabili di energia, come ad esempio quella solare, l’energia eolica si distingue per alcuni fattori:

  • Oltre ad essere continuamente disponibile e non inquinante, può essere utilizzata per compiere svariati lavori: meccanici ed elettrici.

  • La sua utilizzazione pratica non richiede particolari modifiche al modo di vivere, come può accadere per una casa solare.

  • È disponibile sia di giorno che di notte, e in zone temperate è disponibile in modo proporzionale alla richiesta.

  • I meccanismi che sfruttano l’energia eolica non richiedono necessariamente tecnologie d’avanguardia.

  • Ecologicamente parlando non è assolutamente inquinante e non influisce per nulla sugli ecosistemi in cui è inserita.

  • L’energia eolica, infine, può essere sfruttata sul posto ove è richiesta e non ha bisogno di lunghi e fastidiosi collegamenti con i luoghi di utilizzazione.

I generatori eolici o aerogeneratori convertono direttamente l'energia cinetica del vento in energia meccanica, che può essere quindi utilizzata per il pompaggio, per usi industriali e soprattutto per la generazione di energia elettrica.

Le tipologie impiantistiche

 

Tutti gli impianti eolici sono classificabili in base al tipo di generatore nelle seguenti categorie:

  • Con mulino ad elica: la pala dell'elica, come un'ala sottile offre una resistenza minima all'avanzamento, non crea turbolenze pericolose, ha una portanza elevata: tutto ciò si traduce in un alto coefficiente di potenza e in velocità di rotazione molto alte (alcuni rotori hanno eliche con velocità periferiche vicine a quelle del suono). In conseguenza dell'alta velocità di rotazione tipica di queste macchine è possibile accoppiare dei generatori di elettricità, direttamente o con ingranaggi molto modesti, evitando che la gran parte della potenza estratta sia dissipata in trasmissioni complicate caratterizzate da elevati rapporti di trasmissione. L'elica richiede però una tecnologia più raffinata, maggior cura nella progettazione e costruzione poiché le forze agenti su ogni parte sono elevate e aumentano considerevolmente all'aumentare della forza del vento. Il generatore ad elica, nel suo complesso, è una macchina che può essere estremamente pericolosa: piccoli errori o leggerezze nella sua costruzione possono creare condizioni tali da distruggere in modo esplosivo tutto il complesso, torre compresa.

 

  • Con mulino multipala: il suo rotore è costituito da un alto numero di pale in lamiera metallica, generalmente 18 o più, disposte a raggiera su un mozzo e ad angolo rispetto al piano di rotazione, come una grande ventola. Il diametro medio è di circa 2-10 metri. Il rotore è rigido e la sua superficie ed inclinazione non possono essere variate al variare della forza del vento; all'aumentare della velocità un asservimento idraulico, controllato da un circuito elettronico, provvede a mantenere costante il numero di giri. Il grande numero di pale comporta una solidity elevata, per cui si ha una coppia molto alta anche a basso numero di giri; è sufficiente un vento debole per far lavorare il rotore in condizioni ottimali. Le pale sono leggermente incurvate e con angolo di calettamento variabile dal mozzo all'estremità.

     

    Tabella comparativa

     

Mulino

ad elica

multipala

Tipo

asse orizzontale

asse orizzontale

Solidity

0.41-0.45 max

0.6-0.8

Giri

fino a 1000 rpm

50 rpm max

Coppia

bassa, non adatta per lavori meccanici

elevata, anche a bassa velocità del vento

Orientabilità

necessaria

necessaria per mezzo di un piano di coda

Rendimento medio

superiore al 40%

30%

Manutenzione

annuale
costo: 3% dell'impianto

praticamente nulla

Impatto acustico

rumore percepito a diverse centinaia di metri

totale assenza di rumore

Note

 

economico e resistente

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Impianti connessi con una rete elettrica

 

Un impianto eolico per immissione in rete é principalmente composto dai seguenti componenti:

  • Generatore eolico: converte l'energia meccanica in energia elettrica; esso è diverso dagli altri generatori utilizzati per la produzione d'energia elettrica poiché deve lavorare con una sorgente soggetta ad un'ampia variazione.
    Il generatore è collegato ad una piccola rete locale controllata elettronicamente (usando degli inverter); di conseguenza la frequenza della corrente generata può essere variabile.

  • Convertitore AC-DC: la corrente alternata con frequenza variabile non può essere immessa nella rete pubblica. Essa viene dunque rettificata, utilizzando ad esempio dei tiristori.

  • Inverter: la corrente è convertita nuovamente in corrente alternata, ma con frequenza esattamente uguale a quella della rete. Dopo un filtraggio essa è immessa nella rete.

  • Quadro elettrico: in esso avviene la distribuzione dell'energia. In caso di consumi elevati o in assenza di alimentazione da parte del generatore eolico la corrente viene prelevata dalla rete pubblica. In caso contrario l’energia eolica eccedente viene di nuovo immessa in rete. Inoltre esso misura la quantità di energia fornita dall'impianto eolico alla rete.

  • Rete: allacciamento alla rete pubblica dell'azienda elettrica.

  • Utenze: apparecchi alimentati dall'impianto fotovoltaico.

 

Impatto ambientale: benefici globali

Una delle maggiori perplessità sulla installazione di centrali eoliche dipende dalle preoccupazione sul loro impatto ambientale. E’ quindi opportuno sottolineare le caratteristiche di questa fonte il cui impatto ambientale è limitato, specialmente attraverso una buona progettazione: l’energia eolica è una fonte rinnovabile, in quanto non richiede alcun tipo di combustibile, ma utilizza l’energia cinetica del vento (conversione dell’energia cinetica del vento, dapprima in energia meccanica e poi in energia elettrica); è pulita, perché non provoca emissioni dannose per l’uomo e per l’ambiente. Gli aerogeneratori non hanno alcun tipo di impatto radioattivo o chimico, visto che i componenti usati per la loro costruzione sono materie plastiche e metalliche.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gli impianti solari termici

Motivazioni per il ricorso al solare termico

Molte sono le ragioni  che spingono ad adottare il solare termico per la produzione dell'acqua calda sanitaria. I benefici ottenibili sono notevoli se confrontati con le tecnologie tradizionali (caldaia a metano, boiler elettrico, stufa a legna) non solo in termini di riduzione dell'inquinamento ambientale, ma anche riguardo al risparmio economico ed energetico. Nei tre casi si fornisce un confronto rispetto all’utilizzo di caldaie a metano e boiler elettrici, facendo riferimento all’esempio descritto nell’introduzione del capitolo precedente.

I pannelli solari sfruttano la radiazione solare per la produzione dell'acqua calda per usi sanitari. L'energia necessaria a tale scopo viene quindi reperita da una fonte inesauribile (in termini di durata della vita umana) e gratuita.

Si potrebbe pensare di ottenere tutto il calore richiesto dal Sole, ma ragioni di ottimizzazione economica e considerazioni sulla non corrispondenza fra l’irraggiamento e la curva di carico sconsigliano la ricerca di frazioni solari unitarie. La quota energetica fornita dall'impianto solare rimane comunque elevata: generalmente è compresa fra 0,6 e 0,9 alle nostre latitudini. Ciò significa che la richiesta di combustibili fossili può essere notevolmente ridotta, considerando che il consumo medio di acqua calda per usi sanitari in una famiglia di quattro persone è compreso nell’intervallo 1500-3000 kWh/anno. Esso dipende dalle abitudini dei componenti del nucleo famigliare. Vi è poi la tendenza ad un minor consumo quando si adoperano i boiler elettrici per il riscaldamento dell’acqua, a causa del maggiore costo.

 

Ostacoli alla diffusione del solare termico

Ci si potrebbe chiedere come mai i pannelli solari termici, e così altre tecnologie legate alle fonti rinnovabili, non siano riuscite ad affermarsi nonostante i vantaggi ad essi correlati. Tanto più che non si tratta di applicazioni così recenti, visto che già all’inizio del secolo il solare termico era stato fatto oggetto di numerosi studi, che avevano portato alla realizzazione di vari progetti.

Dunque o si conclude che i benefici sono solo teorici, o devono esistere degli impedimenti alla penetrazione dei collettori solari.

In effetti la situazione è complessa, specialmente in Italia, che è riuscita a passare nell’arco di pochi anni da leader europeo a Cenerentola europea. Qui si analizzano invece le cause che hanno limitato e limitano la diffusione del solare termico nel nostro paese e si accennano le possibili soluzioni.

Si possono distinguere barriere di carattere:

1.                  economico,

2.                  informativo,

3.                  legislativo,

4.                  di impatto visivo ed acustico,

5.                  infrastrutturale.

1.1 Barriere di tipo economico

I collettori solari presentano un difetto comune a tutte le tipologie di fonti rinnovabili: l’alto costo di investimento iniziale. In Italia, a causa della scarsa diffusione di questa tecnologia, la situazione è poi peggiore rispetto agli altri paesi. Solo ultimamente, grazie a contributi regionali, provinciali e detrazioni fiscali,  si è visto un calo dei prezzi, sempre superiori a quelli riscontrabili in nazioni come la Grecia e la Danimarca.

Il costo di alcuni componenti, in particolare l’assorbitore, quando trattato selettivamente, il contenitore in alluminio e la copertura trasparente in vetro a basso contenuto di ferro è del resto non indifferente.

Un alto costo iniziale allontana molte famiglie dal solare termico, poiché 2000-3000 euro sono una cifra che ha un impatto notevole nel loro bilancio economico. Del resto una famiglia non ragiona in termini imprenditoriali, valutando l’investimento caratterizzato dal maggiore valore attuale netto, ma si lascia guidare di più da ragionamenti di economia "istantanea".

Per risolvere questi inconvenienti, non essendo l’attesa dell’aumento della domanda di collettori una strategia efficace e consigliabile, una riduzione dei costi può essere raggiunta tramite un’ottimizzazione del prodotto, che conduca alla scelta dei materiali più opportuni, al dimensionamento più conveniente dei vari componenti e ad un aumento degli elementi standardizzati. Così diventa possibile non solo contenere i prezzi di vendita, ma anche aumentare la qualità del pannello, ottenendo un beneficio sia perché a parità di superficie installata si incrementa il guadagno energetico (cioè la frazione solare), sia perché si allunga la vita utile dell’impianto, con una riduzione conseguente dei tempi di ritorno dell’investimento.

Il prezzo di vendita di un pannello solare può essere suddiviso all’incirca nel modo seguente:

·                    un terzo è dovuto al costo dei materiali,

·                    un terzo è legato alle spese di assemblaggio e commercializzazione,

·                    la parte restante è costituita dalla percentuale incamerata dagli installatori.

 

2.1 Barriere di tipo informativo

L’Italia è arretrata rispetto alle altre nazioni europee per quanto riguarda la cultura ecologica e l’amore per l’ambiente. Ciò ha condotto verso il degrado di molte riserve naturali e paesaggistiche, basti pensare ai corsi d’acqua ed ai bacini lacustri, buona parte dei quali versa in condizioni penose o disperate.

    Alla base di questa poco piacevole situazione si trova una mancanza generalizzata di educazione e rispetto per il prossimo (e quindi anche per la natura). Del resto, se manca la coscienza ecologica agli acquirenti, essa mancherà a maggior ragione ai venditori, che vivono cercando di aumentare i profitti.

Dunque: perché mai una persona marginalmente interessata ai problemi dell’ambiente dovrebbe andare a comprare un pannello solare, quando non ne conosce l’esistenza, non sentendone parlare alla televisione, a scuola, all’università e sulle riviste, e non trovandolo nei negozi vicino casa? A questo si può aggiungere che gli stessi idraulici in genere non hanno conoscenze tecniche adeguate per installare impianti con collettori solari. Per ovviare a ciò servono corsi di formazione, che attualmente solo pochi organizzano e sono in genere costosi.

            La situazione non è in realtà così catastrofica, come l’ho dipinta provocatoriamente, anche perché un po’ per volta anche il nostro paese si sta interessando alle questioni ambientali. C’è però ancora molto da fare.

Spesso poi, le fonti rinnovabili, come il solare e l’eolico, vengono viste come un contentino per gli appartenenti ai movimenti ecologisti e non come una possibilità concreta di sviluppo economico e sociale da parte degli imprenditori.

È quindi necessario informare la gente delle possibilità offerte dalle nuove tecnologie per migliorare il benessere, rispettando nel contempo l’ambiente. Allo scopo si possono adoperare opuscoli divulgativi,  programmi televisivi e organizzare esposizioni dimostrative, come viene fatto in Svizzera, Austria ed Alto Adige.

Un ruolo centrale deve poi essere svolto dalla scuola, che ha il difficile compito di formare il bagaglio di conoscenze di ciascuno di noi.

La collaborazione fra centri di ricerca, associazioni ambientaliste e per lo sviluppo delle rinnovabili, industriali del settore (facenti parte o meno di Assolterm – Associazione solare termico), che possono sfruttare anche i contributi previsti dalle leggi vigenti potrebbe essere la scelta vincente.

 

Nei paesi del Centro Europa hanno molto successo le manifestazioni per la promozione del solare termico organizzate dai gruppi di autocostruzione e dalle associazioni senza scopo di lucro, come la LEA in Alto Adige e l’Infoenergia in Svizzera, poiché riescono a raggiungere in modo diretto la popolazione. Durante il loro svolgimento non vengono solo esposti alcuni prodotti e descritta la tecnologia solare ed i vantaggi ad essa collegati, ma viene installato anche un impianto dimostrativo per mostrare l’efficacia di questi impianti.

 

Fra gli impedimenti di tipo informativo si può inserire anche l’esito negativo della campagna ENEL dei primi anni Ottanta "Acqua calda dal Sole". Furono installati 100.000 m2 di collettori solari in tre anni, sfruttando contributi in conto capitale pari al 30% e la rateizzazione del restante 70% ad un tasso inizialmente pari a quello dell’inflazione. Il guaio fu che gli impianti vennero installati spesso da personale non specializzato, all’oscuro delle loro modalità di funzionamento, utilizzando pannelli solari e componenti di impianto caratterizzati da una qualità appena sufficiente.

Ciò ebbe come risultato la messa fuori servizio di molti degli impianti stessi in pochi anni. Molti utenti si dissero poi insoddisfatti del funzionamento dei loro impianti, in quanto rendimento e frazione solare risultano inferiori alle aspettative.

La pubblicità negativa che ne seguì fece risentire i suoi effetti, tant’è che ci fu un brusco calo della domanda di collettori subito dopo la fine della campagna, che fa sentire ancor oggi i suoi effetti, sebbene in Europa il mercato del solare termico sia fiorente.

 

3.1 Barriere di tipo legislativo

Il nostro paese è fra i paesi che tassano di più i combustibili, ma non certo con finalità elogiabili. Non è infatti prevista una tassa "ecologica" per favorire le rinnovabili sui derivati del petrolio. L’assenza di un’adeguata politica fiscale è uno degli impedimenti per l’affermazione del solare termico.

La mancanza di strategie a lungo termine, il ritardo con cui vengono conclusi i programmi previsti, la legislazione non sempre sufficiente e l’applicazione spesso inesistente delle leggi sono le altre barriere che bisognerà cercare di rimuovere il prima possibile. Alcune di esse sono legate ai tipici difetti dell’amministrazione italiana, e la loro eliminazione significherebbe un bel passo avanti in tutti i settori della vita di ogni individuo.

Tutto questo appare grave se si considera che il nostro paese importa circa l’ottanta per cento dell’energia primaria dall’estero, ed è schiavo dei derivati del petrolio. Una crisi petrolifera o un’instabilità politica nei paesi che gli forniscono l’oro nero ed il metano avrebbe effetti devastanti. Purtroppo la crisi energetica del 1973 ha sì provocato una razionalizzazione dei consumi energetici ed un aumento dell’efficienza nella produzione e nell’uso dell’energia, ma solo un leggero calo della dipendenza energetica dall’estero.

In tutti i paesi dove si è affermato il solare termico il ruolo dello stato è stato fondamentale, per lo meno durante la fase iniziale. Tramite sussidi, tasse intelligenti, contributi ed agevolazioni si può infatti ridurre od eliminare il peggior difetto degli impianti solari: l'alto costo iniziale.

4.1 Barriere legate all’impatto visivo ed acustico

Sebbene l’impatto ambientale delle fonti rinnovabili sia limitato, esse possono essere lo stesso responsabili di inquinamento acustico o visivo. Il secondo è un difetto dei pannelli solari termici. In particolare dei sistemi compatti, che a fronte dei vari vantaggi offerti, obbligano ad installare un antiestetico serbatoio sul tetto, con un’inclinazione dei collettori minima di 40° circa. Ciò li rende particolarmente visibili. Per i collettori posti in giardino, invece, si può porre il problema dell’occupazione di suolo. In linea di principio si tratta comunque di un impedimento superabile, se si escludono alcuni edifici nei centri storici ed il caso delle case senza giardino e con le falde del tetto orientate a levante e ponente.

5.1 Barriere di tipo infrastrutturale

Esse sono legati alla capillare distribuzione del metano e dell’energia elettrica, che rende estremamente comodo l’uso dei boiler elettrici e delle caldaie a metano. I primi, in particolare, se non fosse per l’alto costo dell’energia elettrica per il riscaldamento dell’acqua, avrebbero anche il vantaggio di non richiedere manutenzione (obbligatoria per legge per le caldaie a metano). Il discorso cambia per le case rurali e gli edifici montani, che usualmente non hanno a disposizione il metano, se non a costi maggiori, dovuti alla fornitura tramite autocisterna o bombole.

Si tratta comunque anche in questo caso di una barriera sormontabile, considerato che il miglioramento della qualità dei pannelli solari riduce la necessità di manutenzione ordinaria al controllo del livello di antigelo e dell’anodo di sacrificio dei serbatoi di accumulo vetrificati.

 I SISTEMI SOLARI TERMICI

 Un sistema solare termico è composto essenzialmente da 4 componenti:

- uno o più collettori solari

- un serbatoio di accumulo

- un circuito idraulico

- un sistema di controllo e regolazione

 

Il collettore, o pannello solare, è composto da una lastra di vetro temperato destinata a raccogliere i raggi del sole e da un assorbitore formato da una lastra di colore scuro contenente i tubi del circuito primario, entro i quali scorre il liquido destinato ad essere riscaldato dal sole. In genere vengono impiegati vetri poco riflettenti, in grado quindi di assorbire più calore.

Il fluido termovettore è solitamente acqua addizionata con un antigelo propilenico, ma ci sono anche collettori che funzionano ad aria.

Il sistema costituito da vetro e assorbitore è chiuso e tenuto insieme da una scocca metallica in grado di dare robustezza e stabilità, opportunamente coibentata da un isolante termico di spessore adeguato.

Il serbatoio è sostanzialmente un boiler in cui viene accumulata l'acqua. Al suo interno c'è uno scambiatore di calore nel quale circola il liquido del circuito primario del pannello che riscalda l'acqua contenuta nel serbatoio.

Nel serbatoio trovano posto quindi due distinti circuiti idraulici: quello primario che conduce il liquido riscaldato nel pannello e quello dell'acqua calda, collegato all'impianto idraulico dell'edificio.

Il boiler deve essere isolato, in modo da ridurre al massimo le dispersioni di calore e mantenere la temperatura dell'acqua sui livelli di utilizzo anche nelle ore serali. Solitamente il serbatoio è dotato di un sistema di riscaldamento ausiliario (termico o elettrico) che permette di produrre acqua calda anche nei giorni con insolazione scarsa o assente.

Il circuito solare è un consueto circuito idraulico costituito da tubazioni, una pompa di

circolazione (per i circuiti a circolazione forzata), valvole di regolazione, vaso di espansione.

Tutto il funzionamento dell'impianto, nei casi più sofisticati, è governato da un sistema di controllo e regolazione elettronico che comanda il funzionamento della pompa di circolazione in relazione ai segnali inviati da sonde di temperatura installate nel serbatoio e nei pannelli.

 

 

IL FUNZIONAMENTO DEI PANNELLI SOLARI

Il funzionamento di un collettore solare è estremamente semplice, basato sul fenomeno del riscaldamento di un corpo sui cui incide la radiazione solare e sfrutta il cosiddetto 'effetto serra' per amplificare questo fenomeno.

L'irraggiamento solare incidente sul collettore attraversa il vetro di copertura e raggiungel'assorbitore e viene accumulato sotto forma di calore dal liquido solare contenuto nei tubi.

Parte dell'energia che raggiunge l'assorbitore viene a sua volta emessa nuovamente versol'alto sotto forma di radiazioni infrarosse di lunghezza d'onda superiore a quella dell'energia solare. A questo tipo di radiazioni il vetro è quasi completamente opaco e quindi l'energia termica rimane 'intrappolata' all'interno del pannello solare. Opportuni accorgimenti, quali la  sigillatura del vetro con guarnizioni e la coibentazione adeguata del fondo del pannello, permettono di limitare al minimo le dispersioni termiche verso l'ambiente esterno e quindi di sfruttare con il massimo rendimento il calore prodotto dalle radiazioni solari.

Il fluido termovettore contenuto nell'assorbitore viene messo in movimento dalla pompa di circolazione (negli impianti a circolazione forzata) oppure si muove naturalmente verso l'alto

per via della diminuzione della sua densità e raggiunge il serbatoio di accumulo laddove, tramite uno scambiatore di calore a serpentina, cede il suo calore all'acqua del circuito idraulico.

L'energia solare giunge al pannello solare sotto forma di radiazione incidente diretta e sotto forma di radiazione diffusa. Questa è, nelle ore diurne, sempre disponibile, anche in giornate con cielo nuvoloso. Per questo motivo i pannelli solari sono in grado di produrre acqua calda, sia pure in minor misura, anche in giornate di cielo coperto.

Ovviamente in questi casi l'acqua calda prodotta può non essere sufficiente a soddisfare il fabbisogno dell'utenza. E' necessario quindi ricorrere a soluzioni integrative della radiazione

solare.

Il caso più semplice è quello dell'installazione, all'interno del serbatoio di accumulo, di una resistenza elettrica di adeguata potenza (in genere 1 o 2 kW sono sufficienti). Solitamente i sistemi solari compatti presenti sul mercato sono già dotati di tale resistenza integrativa.

Se nell'edificio in cui si va ad installare un sistema solare esiste già una caldaia istantanea a gas a controllo elettronico per la produzione dell'acqua calda sanitaria, è opportuno collegare il sistema solare all'impianto termico esistente.

Una elettrovalvola consente di inviare l'acqua calda direttamente all'utenza quando la temperatura è sufficiente, altrimenti la invia alla caldaia che provvederà al suo completo riscaldamento.

 

 

 

TIPOLOGIE DI PANNELLI

I pannelli solari possono essere raggruppati in quattro tipologie principali:

·         collettori vetrati,

·         collettori sottovuoto

·         collettori scoperti

·         collettori ad aria.

 

PANNELLI SOLARI VETRATI

I pannelli solari vetrati sono i classici collettori composti dal vetro e dall'assorbitore; insieme al serbatoio di accumulo dell'acqua costituiscono un sistema solare completo.

Questi collettori sfruttano l'effetto selettivo del vetro all'infrarosso, essendo questo trasparente alla luce del sole ma opaco ai raggi infrarossi che vengono trattenuti all'interno e riscaldano il fluido che circola nell' assorbitore. L'isolamento della scocca che contiene il tutto evita la dispersione dell'energia termica raccolta.

I pannelli vetrati, pur nella grande varietà di proposte sul mercato, possono essere distinti essenzialmente in tre categorie:

- a superficie selettiva: in cui la superficie dell'assorbitore di calore viene sottoposta ad uno specifico trattatamento con un prodotto selettivo all'infrarosso, che trattiene il calore del sole e riduce la riflessione, potenziando le analoghe azioni del vetro soprastante. Hanno un ottimo

rendimento anche durante la stagione invernale e il loro impiego è consigliato quando si prevede di utilizzarli tutto l'anno. Questa tecnologia permette di ottenere dai pannelli un maggior rendimento ma, ovviamente, il loro costo è più elevato.

- non selettivi : in cui la superficie dell'assorbitore di calore non subisce nessun trattamento specifico, ma viene semplicemente verniciata in nero, per meglio trattenere i raggi solari. Il loro rendimento è inferiore rispetto a quelli selettivi ed il loro impiego è particolarmente

indicato per le seconde case, utilizzate nei mesi estivi, e per le zone con abbondante

insolazione. Ovviamente il costo è inferiore rispetto ai pannelli a superficie selettiva.

- con serbatoio integrato: in questo tipo di collettori l'assorbitore di calore ed il serbatoio di

accumulo coincidono e l'energia solare scalda direttamente l'acqua accumulata. Sono molto

comodi, compatti, economici e, essendo formati da un unico blocco, di facile trasportabilità ed

installazione. Il loro rendimento è inferiore ai casi precedenti ed è sconsigliato nelle zone

dall'inverno lungo e rigido.

 

PANNELLI SOLARI SOTTOVUOTO

Si tratta di pannelli ad alta efficienza, dalla tecnologia sofisticata e quindi costosi ma in grado di fornire elevate prestazioni.

Questi collettori sono molto simili nei prinicipi di funzionamento ai pannelli vetrati a superficie selettiva e in più sono sottovuoto; sono costituiti da batterie di tubi sottovuoto, al cui interno cioè la pressione è ridottissima, perché in fase di assemblaggio l'aria viene aspirata e l'involucro è a tenuta. In ciascun tubo vetrato sottovuoto è presente un assorbitore e un tubo

in cui scorre il fluido vettore.

L'assenza di aria riduce drasticamente le dispersioni di calore verso l'esterno, aumentando

notevolmente l'efficienza del sistema.

Per le loro caratteristiche i pannelli solari sottovuoto sono idonei all'impiego in zone ad insolazione medio-bassa e con condizioni climatiche rigide, laddove sono in grado di assicurare comunque un ottimo rendimento in tutto l'arco dell'anno.

 

 

 

PANNELLI SOLARI SCOPERTI

           I pannelli solari scoperti sono privi di vetro; l'acqua da riscaldare passa direttamente all'interno dei tubi dell'assorbitore.

Hanno un costo notevolmente più basso dei pannelli vetrati e l'installazione è molto semplice, al punto da poter essere fatta senza ricorrere a personale specializzato. Ovviamente hanno un rendimento limitato e per poter funzionare richiedono temperature esterne non inferiori a 20°C. Per questo motivo sono adatti per gli utilizzi nella stagione estiva (stabilimenti balneari, alberghi stagionali, campeggi, seconde case, ecc.)

Il materiali usati per costruire i pannelli scoperti sono in genere PVC, neoprene o polipropilene.

I pannelli scoperti in PVC o neoprene sopportano una pressione massima di 1 atm e sono adatti per il riscaldamento di piscine; quelli in polipropilene fino a 6 atmosfere e quindi sono idonei a tutti gli altri usi sopra elencati.

 

 

 

 

PANNELLI SOLARI AD ARIA CALDA

Sono collettori del tutto simili ai normali pannelli vetrati ma in questo caso il fluido vettore èaria anziché acqua, aria che può circolare fra vetro e assorbitore oppure fra assorbitore e fondo del pannello.

In genere l'assorbitore è alettato in modo da rendere lento e tortuoso il percorso del flusso d'aria. Questo perché l'aria scambia calore con più difficoltà dell'acqua e bisogna quindi assicurare una sua maggiore permanenza all'interno del pannello per far si che assorba maggiormente il calore solare.

Una tipologia particolare di pannelli solari ad aria sono i pannelli di rivestimento, applicabili come normale rivestimento delle pareti di tamponamento in edifici industriali, commerciali e residenziali. Non sono vetrati ma hanno una superficie esterna metallica che funge da assorbitore e riscalda l'aria che passa all'interno. Questa, circolando all'interno dell'intercapedine che si forma tra pannello e parete, può poi essere immessa all'interno degli ambienti tramite un apposito sistema di aspirazione, contribuendo al riscaldamento e al ricambio d'aria degli ambienti serviti.

 

 

TIPOLOGIE DI IMPIANTI

Gli impianti solari termici possono essere distinti in due tipologie:

  • - a circolazione forzata.

  • - a circolazione naturale.

 

I sistemi a circolazione forzata sono quelli in cui il liquido del circuito primario è spinto da una pompa. La pompa di circolazione viene messa in moto da una centralina elettronica che confronta le temperature dei collettori e dell'acqua nel serbatoio di accumulo rilevata da apposite sonde. Quando la temperature dei pannelli scende al disotto di quella dell'acqua nel boiler la pompa si arresta, per evitare il raffreddamento dell'acqua accumulata. In questo tipo di impianti solitamente il serbatoio è disposto all'interno dell'edificio, avendo quindi minori dispersioni termiche ed una migliore accessibilità per la manutenzione. Per migliorare ulteriormente l'efficienza viene disposto in verticale, con connessione all'impianto dell'acqua calda sanitaria disposto in alto; in questa maniera si ottiene una stratificazione dell'acqua all'interno del boiler che ottimizza il funzionamento del sistema. I sistemi a circolazione forzata sono più complessi, più costosi e devono essere installati da personale specializzato e sottoposti a maggiore manutenzione. Tuttavia sono più efficienti dei sistemi a circolazione naturale. E' opportuno fare ricorso a questo sistema soprattutto in caso di impianti di dimensioni mediogrande, mentre risultano spesso sconvenienti per installazioni in villette unifamiliari.  La loro installazione è una scelta obbligata in tutti quei casi in cui non è possibile installare l'accumulo in prossimità dei pannelli.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I sistemi a circolazione naturale sono molto più semplici di quelli a circolazione forzata.

Sono costituiti da un impianto con serbatoio di accumulo dell'acqua posizionato più in alto del pannello ed a breve distanza dallo stesso.

In questo caso la circolazione del fluido termovettore nel circuito primario sfrutta il principio secondo cui un liquido riscaldato diventa più leggero e tende a salire verso l'alto. Il movimento del liquido avviene quindi in maniera naturale, finchè questo viene riscaldato dal sole.

Sul mercato negli ultimi anni sono stati introdotti sistemi 'monoblocco' molto semplici, ovvero dei kit preassemblati con serbatoio installato dietro i pannelli. Questi sistemi sono estremamente semplici, leggeri, economici, richiedono scarsa manutenzione ed hanno un buon grado di efficienza. Il loro impiego ideale è per uso famigliare o in genere per le piccole utenze.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RISCALDAMENTO ACQUA CALDA SANITARIA

L'impiego più comune dei pannelli solari nell'edilizia residenziale è il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria.

Gli impianti per la sola acqua calda sanitaria seguono gli schemi che abbiamo già illustrato, a circolazione naturale o forzata.

Come detto l'impianto deve avere una fonte integrativa per riscaldare l'acqua nelle ore serali o in inverno nei periodi di scarsa insolazione.

Una soluzione ottimale è l'integrazione del sistema solare con una tradizionale caldaia murale a gas. Con una valvola deviatrice a tre vie si può in estate sfruttare solo l'impianto solare mentre in inverno si fa passare l'acqua proveniente dai pannelli solari nella caldaia.

Questa funzionerà solo quando l'insolazione non è sufficiente e in questi casi lavorerà comunque meno dato che il circuito solare effettua un preriscaldamento dell'acqua stessa. Anche nelle giornate coperte infatti, la radiazione diffusa permette un riscaldamento, sia pur minimo, dell'acqua nei collettori; l'acqua che giunge alla caldaia ha quindi una temperatura superiore a quella dell'acquedotto.

E' possibile utilizzare una valvola deviatrice a tre vie manuale, ma la soluzione ottimale è data dall'impiego di una valvola motorizzata, in grado di realizzare automaticamente il passaggio dal sistema solare alla caldaia.

Nel caso di utenze medio-grandi, come nel caso di impianti per condomini, la complessità del sistema solare aumenta e si presta a diverse varianti.

 

Il riscaldamento degli ambienti

Nell'edilizia residenziale i pannelli solari vengono utilizzati di solito per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria ma possono essere impiegati anche per il riscaldamento degli ambienti. Nel caso di un impianto solare che debba fornire il riscaldamento degli ambienti, si dovrà tener presente che si tratta di impianti significativamente più impegnativi rispetto al caso precedente. Tali impianti funzionano infatti in condizioni critiche, avendo la massima richiesta di calore proprio nei periodi di minore incidenza della radiazione solare. Saranno caratterizzati quindi da superfici captanti notevoli e serbatoi di accumulo di elevata capacità. Anche in questo caso ovviamente risulta necessaria una caldaia tradizionale che garantisca il

riscaldamento in ogni condizione. Questo genere di impianti ha un costo maggiore e quindi la loro convenienza va valutata con molta attenzione.La condizione ideale riguarda l'alimentazione di impianti di riscaldamento a pannelli radianti; questi impianti infatti lavorano a basse temperature (circa 30 - 40 °C) e sono quindi perfettamente compatibili con i sistemi solari. Non così per i tradizionali radiatori che richiedono temperature dell'acqua ben più alte (intorno ai 70 - 80 °C). In questo caso il contributo dei pannelli solari può essere solo parziale e fungere da preriscaldamento, ma risulta essere solo raramente conveniente.

Un altro aspetto importante riguarda l'isolamento dell'edificio e quindi il suo fabbisogno termico; case poco isolate con notevoli dispersioni hanno un fabbisogno che, di norma, un impianto alimentato da collettori solare non è in grado di soddisfare. Per questi motivi l'uso dei pannelli solari per il riscaldamento degli ambienti si presenta come una opportunità conveniente quasi esclusivamente per nuovi edifici e raramente è applicabile al costruito, se non al prezzo di pesanti ristrutturazioni. In ogni caso possiamo dire, in termini orientativi, che si ha convenienza nell'installare un impianto del genere se questo è in grado di coprire almeno il 40% del fabbisogno totale nella stagione invernale, cosa che si riesce ad ottenere proprio in quei casi visti prima (riscaldamento a pavimento e alloggi ben isolati).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un accorgimento importante che permette risparmi significativi ed una maggiore efficienza dell'impianto riguarda i serbatoi di accumulo.

Quello del circuito dell'acqua sanitaria e quello per il riscaldamento ambienti sono di norma separati. E' possibile però posizionare quello del sanitario (decisamente più piccolo) all'interno dell'accumulo del riscaldamento; in questa maniera si hanno meno dispersioni e si riesce a sfruttare al meglio il calore. Impianti solari per entrambe le applicazioni, sanitaria e riscaldamento, possono essere convenientemente installati, oltre che nelle residenze, in edifici per il terziario. In questi casi risultano essere molto convenienti anche per via dei ridotti consumi e per la concentrazione di questi nelle ore soleggiate del giorno.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 La manutenzione dei sistemi solari termici

     Negli impianti a circolazione forzata è necessario far eseguire periodicamente da imprese qualificate, la manutenzione della pompa di circolazione e della centralina elettronica.

     Gli impianti a circolazione naturale, dato il loro funzionamento estremamente semplice, hanno una manutenzione quasi inesistente. Vanno unicamente fatti periodici controlli sul corretto funzionamento dell'impianto, che può essere soggetto a perdite accidentali; in questi casi occorre rabboccare il liquido con miscela antigelo. Bisogna anche fare attenzione all'eventuale (sia pur rara) formazione di bolle d'aria all'interno del circuito per evaporazione del liquido in  periodi di forte insolazione e non utilizzo dell'impianto. Per la rimozione delle bolle è necessario far intervenire un tecnico specializzato.

     In tutti i casi, qualunque sia la tipologia di impianto adottata, quando si verifica un guasto o un malfunzionamento, oppure in caso di prolungata assenza degli utenti e quindi di inutilizzazione del sistema, è consigliabile coprire i pannelli per proteggerli dai raggi solari. Dopo lunghi periodi di inutilizzo è opportuno ispezionare i pannelli, controllandone il funzionamento. Altri accorgimenti semplici da seguire per garantire lunga durata e buon rendimento del sistema, riguardano la pulizia della superficie vetrata da fare almeno una volta l'anno e la sostituzione completa del liquido antigelo al massimo dopo 5 anni. In caso di accidentale rottura della lastra di vetro, il pannello va immediatamente protetto dagli agenti atmosferici con un telo trasparente, in attesa di sostituire il vetro rotto.

 

Il dimensionamento degli impianti

     La superficie captante dei collettori solari da installare in un dato edificio dipende da diversi fattori ed in particolare:

  • dal numero di persone che utilizzano l'impianto;

  • dal periodo dell'anno in cui s'intende sfruttare l'impianto stesso;

  • dalla località in cui verrà installato l'impianto.

     Se l'impianto deve funzionare unicamente per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria, il fattore chiave è il numero di utenti e quindi il prevedibile consumo giornaliero di acqua calda. In termini generali possiamo dire che in edifici residenziali il consumo di acqua calda è pari a non meno di 30-50 litri/giorno a persona; da questo valore è possibile desumere la quantità totale di acqua calda che si prevede verrà giornalmente consumata dall'utenza (famiglia, albergo o altro).

     In fase di dimensionamento è opportuno, in impianti a funzionamento annuale, tener conto di un fabbisogno in eccesso in modo da preservarsi in caso di prolungata assenza di sole. L'acqua calda che un pannello solare è in grado di produrre è funzione della zona geografica e quindi della radiazione solare giornaliera, del posizionamento del collettore, dell'efficienza dell'impianto, ecc.

     Orientativamente si può tener conto del seguente schema sintetico di dimensionamento:

Superficie captante per persona:

 

Nord Italia     1,00 - 1,20 m²

Centro Italia  0,70 - 0,80 m²

Sud Italia       0.55 - 0.65 m²

 

     I serbatoi vanno dimensionati in genere per contenere almeno 50-80 litri per mq. di collettori installati. Nel caso di utilizzo annuale, l'accumulo deve essere in grado di coprire almeno due o meglio tre giorni di autonomia in caso di assenza prolungata di sole. Bisognerà quindi destinare tra i 70 e i 120 litri a persona. Bisogna infatti considerare che da 100 l di acqua a 60 °C o più (facilmente ottenibili anche in inverno nelle giornate di sole pieno) è possibile ottenere, tramite miscelazione, circa 200 l d'acqua a 35-38 °C, che è la temperatura normale di impiego dell'acqua calda sanitaria.

     Nel caso di impianti progettati per contribuire al riscaldamento di un'abitazione, per poter correttamente dimensionare la superficie necessaria di pannelli e la corretta capacità del serbatoio, bisogna riferirsi ai seguenti parametri:

·         le dimensioni della casa (e specificatamente il volume da riscaldare);

·         il suo isolamento termico;

·         il tipo di corpi riscaldanti presenti

(come già detto è consigliabile il riscaldamento con pannelli radianti a pavimento, che funzionano a basse temperature, situazione in cui i collettori solari hanno una miglior resa).

 

Installazione dei pannelli solari termici

Qualsiasi edificio che disponga di uno spazio aperto soleggiato può essere dotato di un sistema solare.

Quanto più facile è l'accesso a tali luoghi minore è il costo dell'installazione e quelli successivi per manutenzione ed eventuali riparazioni.

In genere tetti piani e giardini sono da preferire, perché sono facilmente accessibili e consentono l'ottimale posizionamento ed orientamento dei collettori; anche un tetto inclinato va bene ma richiede uno studio più dettagliato per il posizionamento dei pannelli.

Si dovrà cercare di posizionare nel modo migliore il pannello solare, nella zona dell'edificio che gode della migliore insolazione in tutto l'anno (o nella stagione estiva per impianti stagionali) facendo attenzione che non vi siano ombre che raggiungano il pannello e lo coprano dall'irraggiamento dei raggi solari, o, laddove le condizioni specifiche non lo consentano, facendo in modo che questo avvenga solo per periodi temporali limitatissimi.

L'esigenza della migliore esposizione e quindi del maggiore rendimento dell'impianto va mediata con quello dell'accessibilità ai pannelli e della semplicità o meno nel loro ancoraggio, cercando la soluzione che globalmente sia più conveniente.

Come già detto, l'installazione su un tetto a terrazzo è la soluzione più conveniente perché offre la certezza di poter orientare il pannello verso Sud (salvo problemi di ombreggiamento dovuti al caso specifico), è di esecuzione semplice ed economica, permette di scegliere il sistema più adatto con la massima flessibilità progettuale ed in particolare, per le piccole utenze, consente di installare i sistemi compatti a circolazione naturale che sono molto economici e richiedono scarsissima manutenzione.

Una soluzione da considerare, nei casi in cui è praticabile, è l'installazione dei collettori in un giardino non ombreggiato; in questi casi l'installazione del sistema solare è la più semplice ed economica possibile.

Nelle case con tetto a falde inclinate occorre verificare l'orientamento del tetto, per permettere l'orientamento a sud dei collettori e l'inclinazione della falda. In molti casi può essere difficile posizionare correttamente i pannelli e si dovranno fare diverse valutazioni in merito ad un aumento della superficie captante o ad una loro installazione più gravosa con sistemi di ancoraggio che ne consentano l'orientamento ottimale.

Una soluzione in grado di dare ottimi risultati tecnici ed estetici è quella in cui i pannelli vengono posizionati sulle falde, mentre il serbatoio viene installato nel sottotetto (quindi non visibile, soggetto a minori dispersioni termiche e facilmente accessibile per la manutenzione) ad una quota superiore rispetto a quella del pannello, in modo da poter sfruttare la circolazione naturale.

Quando questo non è possibile e va installato all'esterno è bene collocarlo vicino al colmo, peravere un fissaggio più sicuro e prevenire accumuli di neve o acqua piovana.

Infine bisogna tener conto che in edifici vincolati o in zone di interesse paesaggistico alcuni provvedimenti normativi vietano il posizionamento esterno a vista di boiler e serbatoi.

Per quanto riguarda l'orientamento, i pannelli solari devono essere rivolti preferibilmente verso Sud, con una tolleranza di deviazione verso Est o verso Ovest di 30° massimo. Entro questo raggio di tolleranza infatti il loro rendimento diminuisce trascurabilmente.

L'inclinazione ottimale dei collettori è di circa 35-40° rispetto al piano orizzontale; per l'esattezza l'inclinazione perfetta per un impianto a funzionamento annuale è pari alla latitudine della località.

Se l'impiego è prevalentemente estivo tale inclinazione deve essere diminuita fino anche ai 25°; se invece l'impianto è progettato per dare un contribuito al riscaldamento invernale, va aumentata fino circa ai 60 ° in modo da raccogliere maggiormente le radiazioni in questa stagione in cui il sole è più basso.

 

Convenienza economica dei pannelli solari termici

Il ricorso all'energia solare per la produzione di acqua calda sanitaria o per supportare il riscaldamento ambientale di abitazioni ed uffici ha come principale giustificazione considerazioni di tipo energetico ad ambientale; per il tipo di applicazioni infatti, calore a basse temperature, l'impiego dell'energia solare è la soluzione più razionale e comporta delle notevoli ottimizzazioni. Le considerazioni energetiche e tecniche ovviamente non basterebbero da sole se non fossero supportate da considerevoli opportunità di risparmio economico. E' ormai acquisito infatti che le tecnologie del solare termico sono mature commercialmente e impianti ben progettati sono in grado di far risparmiare cifre non trascurabili a chi li utilizza sulla bolletta energetica.

In ragione di questi risparmi, un impianto solare ripaga in pochi anni il costo per la sua installazione e, una volta ripagato, continua a far risparmiare per tutta la sua durata, che non è mai inferiore ai 20 anni e può ragionevolmente arrivare anche oltre i 40 anni.

Boiler elettrici e caldaie a gas o a metano comportano invece dei costi annuali per il consumo di energia elettrica o del combustibile che l'utente dovrà sempre sostenere.

La quantificazione precisa del risparmio che si riesce ad ottenere dipende da diversi fattori:

  • ·         utilizzo dell'impianto (n° di persone servite, consumo effettivo, ecc.)

  • ·         localizzazione del sito e radiazione media ricevuta dai collettori;

  • ·         costo dell'energia utilizzata prima dell'installazione dei pannelli solari.

     Per dare un ordine di grandezza in merito ai risparmi conseguibili, facciamo un esempio riferendoci ad un caso 'tipico', ovvero un nucleo famigliare composto da 4 persone. In questa ipotesi è possibile stimare un consumo medio giornaliero di acqua calda di circa 200/250 litri, che comporta un consumo di circa 3000 kWh in un anno.

     Il costo da affrontare per un tale consumo sarà superiore al milione nel caso di nucleo familiare che utilizzi uno scaldabagno elettrico e di circa 500€ -600€  nel caso di impiego di caldaia a gas. Mediamente un sistema solare in Italia può coprire il fabbisogno per una quota pari a circa il 70%, ma può raggiungere punte superiori all'80% nelle regioni meridionali, così come in regioni settentrionali con frequenti precipitazioni e giornate di nebbia può essere sensibilmente inferiore. Approssimativamente possiamo dire che il risparmio di una famiglia media è valutabile tra le 400 e 500 euro.

 

Va infine ricordato che nel caso di case per vacanza al mare l'impianto solare può rivelarsi ancora più conveniente. In questi casi abbiamo infatti:

 

·         costo dell'impianto, dimensionato solo per uso estivo, inferiore;

·         rendimenti maggiori per la migliore insolazione;

·         tariffe elettriche più care e quindi grandi risparmi se si usava uno scaldabagno elettrico prima dell'installazione.

 

A rendere ancora più conveniente economicamente l'installazione di collettori solari concorrono una serie di incentivi di tipo fiscale offerti dallo Stato ed in particolare:

 

·         IVA ridotta al 10%;

·         detrazione IRPEF pari al 55% del costo dell'intervento (Finanziaria 2007 fino al 31/12/07

 

     La convenienza è ancora più evidente nei casi in cui è possibile far il ricorso a programmi di finanziamento ed agevolazione fiscale concessi dalle Regioni in aggiunta agli incentivi previsti a livello nazionale.

 

 

 

 

ANALISI ENERGETICA: CALCOLO DELL'ENERGIA PRO CAPITE NECESSARIA

     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   x  Cs   x   (Tu - Ta ) =  50 [litri]     x      [1 kcal/l °C ]     x     30 °C     =    1500 kcal

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, pari a 15°C

 

 

 

 

Esempio di detrazione fiscale

 

 

Detrazione fiscale per installazione di pannelli solari in costruzioni esistenti

Si possono detrarre sia le spese di installazione sia le spese tecniche.

 

 

DETRAZIONE DEL 55%

 

 

 

 

 

 

 

 

Spese di installazione

Materiali

1800,00

Manodopera.

500,00

Imponibile

2300,00

I.V.A.

230,00

Totale fattura

2530,00

 

 

 

 

 

 

Spese del tecnico

A)

Onorario

 

€          350,00

B)

CASSA NAZIONALE

2%  su  A

€              7,00

C)

Imponibile

(A+B)

€          357,00

D)

I.V.A.

(20% su C)

€            71,40

E)

Totale fattura

(C+D)

€          428,40

 

Importo complessivo  2530,00 + 489,60= 3019,60

0,55X3019,60=1660,78

3019.60-1660,78=  1358,82

 

Ammortamento

Ipotizziamo che una famiglia di 4 persone spenda 600 euro circa all’anno.

Il pannello solare produce il 70% dell’acqua calda necessaria ossia ci fa risparmiare

600x0,7= 420,00 euro/anno

La somma di 1358,82 sarà ammortizzata in anni: 1358,82/420=3,23  poco pìù di 3 anni

 

 

DETRAZIONE DEL 36%

Nel caso si scelga la detrazione del 36% avremo

Importo complessivo  2530,00

Somma da portare in detrazione 2530x0,36X=910,80

Somma effettiva costo impianto 2530-910,80= 1619,2

In questo secondo caso la somma effettiva del costo dell’impianto è maggiore (1619,20>1358,82) e senza avere il certificato energetico della casa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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