Apparso sul mercato da pochi anni, l’impianto solare termodinamico sta riscuotendo l’interesse di installatori e utenti privati per l’alto rendimento che offre

Quando si parla di impianto solare termodinamico (o più semplicemente solare termodinamico) si intende un sistema ibrido tra pompa di calore e solare termico che riscalda l’acqua sanitaria o del riscaldamento anche di notte o quando piove. Basta che la temperatura esterna non scenda sotto lo zero (ma anche allora…) 

Impianto solare termodinamico: cos’è

celle solari
Pannelli termodinamici Fonte: www.powersafe.eu

Per capire meglio quali sono le caratteristiche di un impianto solare termodinamico e addentrarsi nel suo funzionamento, conviene fare subito il paragone con un impianto solare termico, che già conosciamo.

Impianto solare termico classico

Nell’impianto solare termico un fluido circola nel pannello solare, si riscalda grazie all’irraggiamento del Sole, torna nell’abitazione e cede questo calore, tramite un bollitore/condensatore/serbatoio con serpentina, all’acqua sanitaria o del riscaldamento di casa.

Questo apporto “gratuito” di calore ci permette di abbassare i consumi di gas, gasolio, o altro carburante per la produzione di acqua calda sanitaria e il riscaldamento. Il pannello solare termico non è in grado di sostituirsi all’impianto di riscaldamento esistente ma lo affianca utilmente svolgendo una parte del lavoro di riscaldamento dell’acqua.

Il punto che qui interessa evidenziare è questo: il pannello termodinamico funziona quando è colpito dai raggi solari o quando la temperatura esterna è molto elevata. Di notte, o quando la temperatura scende sotto determinati valori, l’apporto del pannello solare termico praticamente cessa.

Il solare termodinamico

funzionamento solare termodinamico
Fonte: www.powersafe.eu

Qui entra in scena l’impianto solare termodinamico. Questa “centrale solare” si sviluppa in modo quasi identico al solare termico ma trasformando il ciclo sullo stesso principio della pompa di calore.

L’elemento cruciale è questo: il fluido (generalmente il frigorigeno R134a) che circola in un impianto solare termico ed esegue il trasporto di calore ha una temperatura standard di -10 °C.

Essendo così freddo, nel tempo che circola nel pannello aumenta di temperatura molto facilmente anche senza bisogno di irraggiamento diretto del sole (che, quando c’è, è naturalmente il benvenuto). Infatti il fluido si riscalda anche quando il cielo è nuvoloso, piove, di notte, in presenza di vento, oppure quando c’è ”freddo”.

Il limite di temperatura sotto la quale un pannello solare termodinamico cessa di essere utile viene normalmente individuato in – 5 gradi sotto lo zero!

Questi dati indicano quale notevole potenzialità viene offerta dall’impianto solare termodinamico: poter scaldare l’acqua sanitaria e del riscaldamento in qualunque ora del giorno e della notte, con qualsiasi tempo, e in ogni stagione con il limite, appunto della temperatura esterna inferiore a – 5 gradi.

Questo non significa, come vedremo più avanti, che questo tipo di impianto risolva tutti i problemi di produzione di acqua calda e riscaldamento: anch’esso abbisogna dell’integrazione di una fonte termica tradizionale: ma l’apporto che esso permette di ottenere è nettamente superiore al solare termico standard.

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Impianto solare termodinamico:da cosa è composto

I componenti principali dell’impianto termodinamico sono:

  • pannello solare termodinamico. Si tratta di un pannello leggero (circa 8/10 kg) in alluminio anodizzato di colore nero, che può essere installato su tetti, terrazzi, all’esterno, sia singolarmente sia in accoppiamento con altri pannelli solari termodinamici (si calcola che in una casa indipendente media siano necessari 6-10 pannelli di misura standard);
  • compressore elettrico;
  • serbatoio/bollitore con serpentina;
  • circuito sigillato con valvola, controlli ecc.

Impianto solare termodinamico domestico: come funziona

impianto solare
Fonte: www.powersafe.eu

Seguiamo il percorso del fluido che circola nell’impianto:

Il fluido, che si trova stato liquido ad una temperatura di circa -10 °C entra nel pannello o nella batteria di pannelli. Mentre percorre il pannello la sua temperatura aumenta (di molto o di poco, in funzione di quanto il pannello viene riscaldato, in quel momento, dal sole o dall’ambiente esterno).

Il fluido, riscaldandosi, si porta allo stato gassoso, esce dal pannello e perviene a un compressore che lo comprime notevolmente. L’azione di compressione eleva ulteriormente la temperatura del fluido.

Il fluido entra in una lunga serpentina che circonda il serbatoio del bollitore/condensatore dell’impianto di riscaldamento e quello dell’acqua calda sanitaria. Il fluido cede il calore acquisito nel pannello e con la compressione del compressore e riscalda entrambe a una temperatura di circa 50-55 °C.

Il fluido, parzialmente raffreddato, esce dalla serpentina e attraversa una valvola particolare, ritorna allo stato liquido a una temperatura di circa – 10 °C, quindi ricomincia il ciclo.

il sistema solare termodinamico funziona come una pompa di calore che sottrae calore all’ambiente esterno per riversarlo nell’ambiente interno

Pro e contro e utilizzi preferenziali del solare termodinamico

Il primo vantaggio è sicuramente la temperatura di 50-55 gradi che l’acqua raggiunge grazie al riscaldamento da parte del fluido, anche quando il pannello non viene colpito dai raggi solari, di notte o in condizioni atmosferiche avverse. Le migliori performance si ottengono quando la temperatura esterna è di almeno 5 gradi.

Questa temperatura è sufficiente per l’acqua calda sanitaria, ma non è abbastanza elevata per riscaldare un impianto a termosifoni (che solitamente esige una temperatura di almeno 65 gradi) per cui si può dire che l’impianto solare termodinamico è ideale per i riscaldamenti a pavimento o i circuiti fan-coil che necessitano di una temperatura dell’acqua nettamente più bassa.

Risulta evidente, pertanto, che questo circuito va considerato come integrazione di una fonte energetica tradizionale, non come impianto alternativo. Il suo rendimento, comunque può essere anche molto elevato ed arrivare ad abbattere la bolletta energetica fino a oltre al 70%, soprattutto in quelle regioni del nostro Paese in cui la temperatura non scende mai o raramente sotto allo zero.

Incentivi regionali previsti

Il sistema non necessita di protezione antigelo del circuito primario, né di sistemi per dissipare il troppo calore accumulato o quelli che servono per evitare la stagnazione dei collettori. Infine, il peso dei pannelli è molto inferiore a quelli di un normale sistema solare termico.

La manutenzione di questo tipo di impianto è praticamente nulla e la sua durata media è valutabile in 25 anni.

L’investimento (vedere più avanti) è abbastanza consistente ma può essere ammortizzato in un lasso di tempo inferiore ai 10 anni grazie ai bonus statali per la riqualificazione energetica.

Solare termodinamico prezzo

Un impianto solare termodinamico per una casa indipendente media ha un costo di installazione medio, tutto compreso che può variare dai 6.000 ai 13.000 euro.

Il costo dell’energia elettrica per far funzionare il compressore e altre eventuali parti del sistema si attesta sui 150-200 euro l’anno.

Aziende produttrici/installatrici di impianti solari termodinamici

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