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) |
Cosa si intende per impianto solare termico
Un impianto solare 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’impianto 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 additivi 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 termicamente, 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 solare
attraverso quella che si chiama la conversione fotovoltaica, grazie alle
celle fotovoltaiche fatte di silicio amorfo che costituiscono 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 solare. 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 massima efficienza occorre fare una manutenzione periodica e
almeno una volta all’anno pulire i pannelli fotovoltaici in modo da
migliorare la loro resa.
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 trekking con la tenda, quando si va via
con la barca a vela o altre imbarcazioni oppure per il camper o il
campeggio.
Differenze tra impianto solare termico e impianto fotovoltaico
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 sostanzialmente 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.
Sono 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 immagazzinarla per
essere utilizzata per esempio nella stagione invernale quando il sole è
meno forte.
Pro e contro
Attualmente 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 opportunamente progettati e dimensionati in modo da ricavare la
maggior quantità 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’installazione 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 importante, si fa del bene all’ambiente perché utilizzando
una fonte di energia rinnovabile si riduce l’inquinamento globale e
l’effetto serra.
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. 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.
