Il funzionamento della tecnologia solare termica è molto semplice, i collettori solari termici utilizzano l’energia del sole per poi trasformarla in calore necessario a riscaldare l’acqua sanitaria o come integrazione al riscaldamento, utilizzarla quindi per l’uso quotidiano, usando il gas o l’elettricità solo per brevi periodi e come aiuto in caso di lunga mancanza del sole. Questo sistema è possibile effettuarlo in due diversi modi:
il primo è quello di collegare l’impianto solare termico alla caldaia a gas esistente , integrando così i due sistemi, e ottenendo di conseguenza un bel risparmio sia energetico che economico.
il secondo, nel caso in cui non si possa usare la caldaia esistente, è quello invece di inserire nel serbatoio una resistenza elettrica di almeno 1 kW con un termostato tarato a 40°C.
Un impianto solare termico, và quindi tranquillamente a sostituire lo scaldabagno elettrico e la caldaia a gas producendo acqua calda a volontà, (ad una temperatura di circa 70°C, la temperatura per fare ad esempio una doccia è di circa 40-45°C), scaldando intere piscine nel periodo estivo. Ovviamente si ottiene anche un vantaggiosissimo taglio alla bolletta di luce o gas.
Esistono tre diverse tipologie di tecnologia che sfruttano i raggi del sole per produrre calore: a bassa, media ed alta temperatura. Si differenziano tra loro in base al rendimento e quindi in base al materiale con cui vengono costruiti i collettori.
I collettori solari termici più commercializzati sono i seguenti:
Collettore scoperto in plastica, questo collettore è tipicamente utilizzato per impianti stagionali (per scaldare l’acqua delle piscine, per le docce, per impianti balneari, etc.)
Collettore piano vetrato, questo tipo di collettore ha dei rendimenti molto buoni.
Collettore a tubi sottovuoto, questo tipo di collettore ha un rendimento molto alto anche nelle regioni più fredde del Nord Italia.
Collettore piano vetrato sottovuoto, questo tipo di collettore ha rendimenti insuperabili nella sua categoria, e superiori del 10% se riempito con gas nobile Krypton.
Gli impianti solari termici si dividono sostanzialmente in due categorie:
a circolazione naturale
a circolazione forzata
In un impianto solare termico a circolazione naturale il fluido anticongelante che arriva dal collettore solare, circola in maniera naturale all’interno di uno scambiatore a camicia che è installato nel boiler, e una volta ceduto il calore, il fluido ritorna al pannello per essere nuovamente scaldato. Lo scambiatore di calore trasferisce il calore del liquido anticongelante all’acqua sanitaria contenuta nella parte interna del boiler, che attraverso la pressione di rete viene inviata alle utenze. Inoltre la presenza di una valvola speciale impedisce l’inversione di flusso durante la notte.
In un impianto solare termico a circolazione forzata il liquido anticongelante anzichè circolare in maniera naturale, circola attraverso l’uso di una elettropompa che è pilotata da una centralina elettronica e che lo ferma nel caso in cui la temperatura di mandata dei pannelli risulti inferiore a quella nell’accumulo, ad esempio di notte.
La circolazione forzata può essere utilizzata oltre che per scaldare l’acqua sanitaria anche per integrare (ove possibile) l’impianto di riscaldamento.
Per capire che tipo di impianto potrebbe andar bene nella nostra abitazione, non è necessario sapere quanti metri quadrati è la nostra casa, ma da quante persone è abitata. E’ stato stimato infatti che ogni persona quotidianamente utilizza dai 30 ai 70 litri d’acqua.
Un impianto solare termico può essere installato nella casa in varie configurazioni, la scelta di un impianto dipende anche dalla ubicazione geografica dell'abitazione e dal posizionamento dei pannelli (sul tetto, in facciata, orientamento a sud, sud-est, etc..).
I pannelli solari dovrebbero essere sempre orientati il più possibile perpendicolarmente ai raggi solari. Bisogna però verificare, se si decide di installare i collettori sul tetto, che esistano delle condizioni necessarie all’installazione dell’impianto, quali ad esempio: che la superficie del tetto sia sufficiente a installare i pannelli, che il tetto non venga messo in ombra da alberi, edifici, etc., che il tetto sia in buono stato da poter supportare l’installazione dei pannelli, che il tetto abbia un giusto orientamento e che non siano necessari dei permessi particolari per installare i pannelli.
Durante l’inverno, nelle giornate di pieno sole, un metro quadrato di pannello installato scalda circa 80-130 litri d’acqua ad una temperatura di 40° C, raggiunge invece i 60-80°C in estate. In mancanza di sole i pannelli solari sono comunque in grado di produrre energia termica, infatti non sono solo i raggi solari ad incidere sulla radiazione del pannello, ma anche le radiazioni della luce del giorno, è ovvio però che rendono maggiormente in presenza del sole.