Impianto solare termico VS impianto fotovoltaico

Impianto solare termico VS impianto fotovoltaico: due tipologie di impianti a confronto

Il fotovoltaico non ha molto in comune con il solare termico, anche se molti fanno confusione sono due cose diverse e ben distinte. L’unico punto di unione è che entrambe le tecnologie sfruttano una risorsa rinnovabile e cioè l’irraggiamento solare per produrre energia ma è differente sia la forma di energia prodotta sia le modalità.

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(foto di gerhardt - Fonte: https://pixabay.com)

Differenze tra solare termico e impianti fotovoltaici

L'energia solare (considerata una fonte di energia alternativa, pulita e inesauribile), può essere utilizzata per la produzione di calore a bassa o ad alta temperatura o per la produzione di energia elettrica mediante conversione diretta: nei primi due casi si utilizza il solare termico con i pannelli o collettori solari mentre nel terzo caso si utilizzano i pannelli fotovoltaici.

Quindi sostanzialemtne l'impianto solare termico produce acqua calda sanitaria (utilizzato anche per l'impianto di riscaldamento e raffrescamento) in aggiunta alla caldaia, mentre l'impianto fotovoltaico serve per produrre energia elettrica. Sno due impianti simili perchè sfruttano la stessa fonte di energia (il Sole) ma allo stesso tempo sono diversi per tipologia, funzioni, e costi. Mentre un impianto solare termico (collettori solari) permette di produrre acqua calda sanitaria esclusivamente per uso privato , l'impianto fotovoltaico permette di cedere alla rete l'eventuale esubero dell'energia elettrica prodotta oppure di immaggazzinarla per essere utilizzata per esempio nella stagione invernale quando il sole è meno forte. Attualemente i due impianti (solare termico e fotovoltaico) hanno raggiunto grazie all'innovazione e alla tecnologia elevati standard di efficienza e da soli riescono a garantire la maggior parte del fabbisogno energetico dell'edificio per molti anni. Entrambi gli impianti devono essere opportnamente progettati e dimensionati in modo da ricavare la maggior qunatità di energia dal Sole.


L'unico vero difetto dell'impianto solare termico e dell'impianto fotovoltaico è il loro costo iniziale elevato, anche se nel corso degli anni è mediamente calato rispetto un tempo e la tendenza è in questa direzione vista la sempre maggiore domanda di mercato; inoltre con l'instalalzione di questi impianti oltre ad avere un effettivo sconto in bolletta (luce, acqua, riscaldamento) visibile fin da subito, possiamo usufruire delle detrazioni fiscali IRPEF. Infine, un altro aspetto molto impotante, si fa del bene all’ambiente perché utilizzando una fonte di energia rinnovabile si riduce l’inquinamento globale e l’effetto serra.




Cos'è l'impianto solare termico

Un impianto soalre termico è un impianto a bassa temperatura utilizzato per la produzione di acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento domestico. Un impianto a pannelli solari è sostanzialmente costituito da tre elementi:
  • il collettore solare;
  • l'impiento di distribuzione;
  • il serbatoio di accumulo dell'acqua calda.

Il collettore (o pannello solare) non è altro che uno scambiatore di calore che trasferisce l'energia termica captata dai raggi solari all'impianto di distribuzione. L'impianto di distribuzione, il cui rendimento è tanto maggiore quanto migliore è il suo isolamento termico, è percorso da una miscela di acqua e di addittivi che hanno la funzione di migliorarne la conduttività termica e di ridurne la temperatura di congelamento. Un termostato differenziale attiva una pompa che mette in moto il liquido dell'impianto di circolazione che attraverso una serpentina immersa nel serbatoio cede il proprio calore all'acqua in esso contenuta. Se il serbatoio di accumulo è correttamente dimensionato e ben isolato temicamente, l'impianto è in grado di erogare acqua calda anche quando i pannelli solari non captano calore dal Sole.



Cos'è un impianto fotovoltaico

Un impianto fotovoltaico permette di sfruttare l'energia soalre attraverso quella che si chiama la conversione fotovoltaica, grazie alle celle fotovoltaiche fatte di silicio amorfo che costituisocno i pannelli fotovoltaici. La cella fotovoltaica consente la la trasformazione diretta dell'energia solare in elettricità. I pannelli fotovoltaici sfruttano le proprietà di alcun materiali, detti semiconduttori, per generare direttamente energia elettrica quando sono colpiti dalla radiazione soalre. Per ottenere quantità di energia elettrica apprezzabili è però necessario disporre di superfici molto ampie di pannelli fotovoltaici (o batterie solari) costituiti da un gran numero di cellule fotovoltaiche. Il rendimento dell'impianto fotovoltaico può variare dal 15 al 20-25% ed è garantito per più di vent'anni, anche se però per aver sempre la massiam efficienza occorre fare una manutenzione periodica e almeno una volta all'anno pulire i pannelli fotovoltaici in modo da migliorare la loro resa.


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Pannelli fotovoltaici in copertura a falde (foto di skeeze - Fonte: https://pixabay.com)


Con un impianto fotovoltaico è possibile quindi:
  • produrre energia elettrica per coprire una parte del fabbisogno energetico domestico;
  • Vendere energia elettrica mediante la cessione in rete;
  • Produrre energia elettrica per la rete pubblica (lampioni, etc.) oppure per illuminare il giardino, oppure per fornire elettricità case isolate come ad esempio i rifugi di montagna. L'energia fotovoltaica è anche considerata una grande risorsa per i paesi in via di sviluppo non ancora provvisti di rete di distribuzione elettrica.

In commercio esistono moltissimi esempi di piccoli pannelli fotovoltaici per produrre energia elettrica in casi di emergenza per esempio per ricaricare il telefonino, quando si fanno viaggi lunghi in bicicletta oppure trkking con la tenda, quando si va via con la barca a vela o altre imbarcazioni oppure per il camper o il campeggio.


Il fotovoltaico e l’architettura integrata

Una recente tecnica, sviluppata da architetti e ingegneri, ha permesso di utilizzare i pannelli fotovoltaici non più solamente nella maniera classica dei pannelli inclinati sule coperture piane degli edifici oppure sui tetti a falde, ma hanno cercato di spingersi oltre sfruttando le nuove tecnologie per metterle al servizio dell'architettura e della bioedilizia per realizzare un'architettura integrata: ad esempio realizzando delle schermature o di brise soleil che oltre a caratterizzare la facciata dell'edificio e a riparare gli ambienti interni dal sole contribuisce a produrre energia elettrica. Oggi con le cellule fotovoltaiche si possono realizzare anche superfici curve e adattarlo a edifici esistenti.

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Berlin hauptbanhof - copertura con pannelli fotovoltaici
(foto di Pierangelo Zavatarelli - Fonte: https://www.flickr.com)

In pratica si cerca di utilizzare le superfici esterne degli edifici rivestendoli con pannelli solari fotovoltaici integrati alla facciata e all'involucro edilizio. Pe quanto riguarda gli edifici residenziali tradizionali con tetti a falde sono state inventate le tegole fotovoltaiche dove in pratica sono stati collocate le celle fotovoltaiche ai coppi e alle tegole. Per le facciate integrate si tratta di una metodologia sofisticata, dove l'architetto deve progettare bene e pensare bene alla facciata dell'edificio in funzione del rendimento energetico, e permette di ottenere buoni risultati solo se i pannelli solari sono collocati su facciate verticali o su superfici inclinate prive di ombra e soggette a intenso irraggiamento solare.

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