Il collettore solare termico rappresenta la componente essenziale di un impianto solare termico, consentendo la conversione della radiazione solare in energia termica utilizzata per la produzione di acqua calda sanitaria. Conosciuto anche come pannello solare termico, si distingue dal pannello solare fotovoltaico principalmente per la sua funzione: mentre il collettore solare produce calore, il modulo fotovoltaico genera energia elettrica.
Esistono diverse tipologie di collettori solari, ciascuna con caratteristiche e costi differenti. Prima di approfondire le varie tipologie, è importante comprendere il funzionamento di un collettore solare. In sostanza, un collettore termico dispone di una superficie progettata per catturare una significativa quantità di energia solare, creando un effetto serra che favorisce l’accumulo di calore. Questo calore viene trasferito all’acqua contenuta in un serbatoio collegato, che, raggiunta la temperatura desiderata, viene distribuita nel sistema di circolazione domestica.
Il cuore di un collettore solare termico è la piastra assorbente, una lastra di metallo rivestita che assorbe la radiazione solare e ne aumenta la temperatura oltre quella ambiente. La piastra assorbente rilascia energia attraverso irraggiamento e convezione, trasferendo il calore al fluido termovettore che alimenta l’impianto di produzione dell’acqua calda sanitaria. Questo processo garantisce un’efficiente conversione dell’energia solare in calore utilizzabile.
Sul mercato sono disponibili principalmente due tipologie di collettori solari: i collettori piani e quelli a tubi sottovuoto. I collettori solari piani sono costituiti da una piastra assorbente, una copertura trasparente, un telaio realizzato in materiali come alluminio, acciaio zincato o plastica rinforzata con fibra di vetro, e un sistema di isolamento. La copertura trasparente, solitamente un vetro di protezione solare a basso contenuto di ferro, è progettata per trasmettere una grande quantità di luce solare a onde corte, massimizzando l’assorbimento energetico. Questo tipo di collettore sfrutta l’effetto serra per ridurre la dispersione di calore nell’ambiente e impedisce al vento di raffreddare la piastra assorbente, garantendo così un’efficienza elevata, soprattutto in regioni con elevata insolazione come le città del Sud Italia. L’isolamento, spesso realizzato con schiuma di poliuretano o lana di roccia, è fondamentale per minimizzare la dispersione termica per conduzione, preservando l’energia accumulata.
D’altra parte, i collettori solari a tubi sottovuoto presentano una configurazione diversa, in cui la piastra assorbente è racchiusa all’interno di tubi di vetro sottovuoto a tenuta di pressione. Il fluido termovettore scorre attraverso l’assorbitore in un tubo a U, e numerosi tubi singoli, collegati in serie o tramite un collettore, costituiscono l’intero sistema. Questi collettori utilizzano un fluido speciale capace di vaporizzare a basse temperature, permettendo al vapore di salire nei singoli tubi e riscaldare il fluido principale tramite uno scambiatore di calore. Successivamente, il liquido condensato ritorna alla base del tubo di calore. L’inclinazione precisa dei tubi è cruciale per assicurare un corretto processo di vaporizzazione e condensazione. I collettori a tubi sottovuoto offrono il vantaggio di operare efficientemente anche con alte temperature dell’assorbitore e basse radiazioni solari, rendendoli ideali per le regioni del Nord Europa e le città del Centro e Nord Italia, dove l’irraggiamento solare può essere meno intenso.
In conclusione, la scelta tra un collettore solare piano e uno a tubi sottovuoto dipende principalmente dalle condizioni climatiche della zona in cui si intende installare l’impianto e dalle specifiche esigenze di consumo energetico. Entrambe le tipologie offrono soluzioni efficaci per la produzione di acqua calda sanitaria, contribuendo in modo significativo al risparmio energetico e alla sostenibilità ambientale. Comprendere il funzionamento e le caratteristiche dei diversi collettori solari termici è fondamentale per selezionare l’opzione più adatta, garantendo un’installazione efficiente e duratura nel tempo.