Impianti Solari Termici

Progettazione, dimensionamento e ottimizzazione tecnico economica

  • Analisi del fabbisogno termico e normativa
  • Fattibilità tecnica
  • Scelta del sistema più vantaggioso
  • Dimensionamento del sistema scelto e calcolo della frazione solare (per sistemi a circolazione naturale e per sistemi a circolazione forzata)
  • Analisi economica

Costo orientativo di un impianto chiavi in mano

Per impianti di piccole dimensioni, a parità di superficie installata, la scelta più economica è sicuramente quella di un sistema a circolazione naturale, con pannelli piani vetrati.

Per un impianto di questo tipo, il costo di un m² installato, comprensivo di accumulo e di tutti i componenti, può andare indicativamente dai 450 € agli 850 €.

I sistemi a circolazione forzata, invece, risultano più convenienti per impianti di dimensioni maggiori, con una superficie di pannelli di almeno 4-5 m². Per le installazioni residenziali (fino a 8-10 m²) con collettori piani vetrati, il loro costo oscilla tra gli 850 € ed i 1.850 € per ogni m² installato, comprensivo di accumulo e componenti.

Scegliendo pannelli sottovuoto bisogna calcolare, a parità di superficie installata, un aumento dei costi di circa il 50%.

Caratteristiche principali dei sistemi solari di produzione di acqua calda sanitaria:
□ efficacia: 4 mq di collettori coprono circa il 60 % del fabbisogno annuo medio di acqua calda sanitaria di una famiglia di 6 persone;
□ economia: il risparmio varia dalle circa 250 euro/anno quando la fonte d’integrazione presente è il gas, fino ad oltre 650,00 euro/anno quando si va a sostituire un boiler elettrico (ancora molto presente in certe zone);
□ allungamento della durata di vita della caldaia e del bruciatore, grazie allo spegnimento completo degli stessi nei mesi estivi (durante i quali normalmente l’energia ausiliaria non è necessaria);
□ possibilità di installazione sia su stabili nuovi che già esistenti;
□ aumento del valore dell’abitazione che si dota di un sistema solare.

Analisi economica

Nell'analisi costi benefici si tiene conto anche delle agevolazioni previste.

Agevolazioni:

Ecobonus - detrazione fiscale del 65%
Conto Termico 2.0 - incentivo erogato in forma di rimborso economico con riferimento esclusivamente agli impianti solari termici.

Si precisa che le agevolazioni sono previste anche ad altre tipologie di impianti (pompe di calore, caldaie a pellet, ecc.).

 

Tempo di ritorno dell'investimento

Per il tempo di ritorno dell’investimento sono necessari due dati:

• il costo totale dell’impianto;

• il risparmio economico annuo ottenuto grazie all’impianto stesso.

Il rapporto tra questi due numeri (costo totale/risparmio annuo) fornisce come risultato gli anni necessari per azzerare i costi dell’investimento. Una volta raggiunto “l’anno zero”, possiamo considerare come gratuita tutta l’energia che l’impianto solare ci fornirà negli anni successivi, fino al termine della sua vita utile.

 

Caratteristiche di impianti a circolazione forzata

Un sistema solare “forzato” per la produzione di acqua calda è composto da :
□ dei collettori vetrati che possono essere integrati o posati sulla copertura del tetto, oppure installati su un piano orizzontale (terrazza o giardino) con un opportuno traliccio ;
□ un serbatoio (denominato “boiler solare”, accumulatore o scaldacqua) che, installato nell’edificio (solitamente nel locale caldaia), è dotato di un sistema di riscaldamento ausiliario (termico o elettrico) ;
□ un circuito idraulico, comprendente le tubazioni, la pompa di circolazione, le valvole, il vaso di espansione (per contenere la dilatazione dell’acqua quando sale la temperatura) ;
□ un sistema di regolazione elettronico.
L’irraggiamento solare che attraversa il vetro di copertura raggiunge l’assorbitore e viene trasformato in calore. Questo calore è quindi trasportato dai collettori all’accumulatore tramite un circuito riempito di acqua glicolata (per evitare il gelo in caso di temperature rigide e assenza di sole).
Il sistema di regolazione elettronico ha il compito di confrontare la temperatura nell’accumulatore (T1) con quella dei collettori (T2). Se T2 è maggiore di T1, la pompa di circolazione viene avviata. Il fluido termovettore, passando attraverso delle tubazioni isolate termicamente, arriva all’accumulatore, nel quale è presente uno scambiatore che consente il trasferimento del calore dal fluido all’acqua contenuta nel serbatoio.
Se l’apporto energetico proveniente dal circuito solare è insufficiente (cattivo tempo), oppure si verifica un elevato consumo di acqua calda, la temperatura nella parte superiore dell’accumulatore scende sotto un certo livello e allora la centralina elettronica comanda l’inserimento del sistema di riscaldamento ausiliario. Questo può essere termico (di solito gas, gasolio o legna) oppure elettrico (resistenza elettrica).
I sistemi solari forzati sono caratterizzati da un flusso di acqua attraverso i collettori attivato dal circolatore e gestito dalla centralina con un eccellente effetto di stratificazione (distribuzione verticale della temperatura) nell’accumulatore, cosa che migliora in modo sensibile il rendimento globale dell’impianto.
Questo tipo di sistema può essere usato per riscaldare sia l’acqua sanitaria che l’acqua utile al riscaldamento degli ambienti.
Mentre nel primo caso è richiesto un minore investimento iniziale e l’installazione è praticabile in quasi tutte le situazioni, nel secondo caso occorre prestare più attenzione.
Si tratta infatti di impianti che possono dare contributi significativi al fabbisogno energetico di un’abitazione, ma per poter correttamente dimensionare la superficie necessaria di pannelli e la corretta capacità del serbatoio, bisogna tenere bene
presente :
□ le dimensioni della casa ;
□ il suo isolamento termico ;
□ il tipo di corpi riscaldanti presenti (è consigliabile il riscaldamento a pavimento, per poter lavorare bene a basse temperature, situazione in cui i collettori solari hanno una miglior resa).
A volte può verificarsi una condizione che non permetta l’adozione di simili sistemi (assenza di sufficiente spazio per installare il serbatoio o il numero di collettori necessari). E’ opportuno valutare sin dall’inizio che siano presenti determinati requisiti (buon isolamento, riscaldamento a bassa temperatura, nessun problema di spazio per il serbatoio o per i pannelli) prima di procedere con lo studio di fattibilità.
Tali impianti sono costosi ma, considerando la detraibilità ai fini fiscali, frequenti incentivi regionali e le cifre che si spendono per il riscaldamento delle case, questi sistemi diventano molto interessanti, specialmente per chi costruisce una casa ex-novo o per chi la sta ristrutturando.