Solare termico e affini

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1 Solare termico e affini Il sole Tipi di collettore Tipologia impianti schemi e collegamenti Note tecniche di installazione Considerazioni finali ed incentivi

2 La superficie del sole,( con un volume di volte quello della terra), ha una temperatura intorno ai 5500 C, e irradia nello spazio energia sotto forma di onde elettromagnetiche di lunghezza d onda da 0,2 a 3 micron che si propagano alla velocità della luce. Questa radiazione è pressoché stabile e viene chiamata dai fisici costante solare. IL SOLE Sono identificabili diverse fasce di lunghezza d onda aventi peculiari caratteristiche: ULTRAVIOLETTO (UV) onde da 0,1 a 0,38 micron Sono una porzione ridotta dello spettro solare e vengono in gran parte ostacolate nel loro percorso dall ossigeno e dall ozono dell atmosfera terrestre. VISIBILE (VIS) onde da 0,38 a 0,78 micron Sono la parte visibile dall occhio umano e sono circa il 46% della radiazione totale. INFRAROSSO (IR) onde da 0,78 micron a 1 mm Sono le radiazioni che avvertiamo come calore e sono il 49% circa della radiazione solare globale.

3 L energia solare che raggiunge la superficie terrestre è caratterizzata per il 90% da lunghezze d onda comprese tra 0,28 e 1µm. Per effetto dell assorbimento e della dispersionenell atmosfera, le radiazioni solari perdono parte della propria energia, tant è che da un valore perpendicolare di 1363 W/m2 al di sopra dell atmosfera, sulla terra e su superfici perpendicolari al sole, si possono rilevare valori massimi di radiazione solare di circa 1000 W/m2 con cielo sereno, W/m2 con cielo coperto. La quota di radiazione che penetra nell atmosfera e che di conseguenza raggiunge la superficie terrestre, viene denominata radiazione diretta, mentre quella che viene riflessa ed assorbita si definisce radiazione diffusa. La radiazione che raggiunge complessivamente la superficie terrestre viene denominata irraggiamento globale ed è il risultato della somma delle due radiazioni (diretta + diffusa).

4 La quantità di energia solare che, nel corso di un intero anno, può essere captata da una superficie unitaria rivolta a sud si definisce insolazione annua IL PAESE DEL SOLE L Italia essendo una nazione con una grande differenza longitudinale tra nord e sud, che va dai 46 di Trento ai 37 di Agrigento, risente in maniera considerevole della differenza di irraggiamento. Infatti, a parità di condizioni, si possono rilevare valori di da 1200 W/m2 della Val D Aosta fino ai 1700 W/m2 della Sicilia. NORD = 1,2 mq ogni 50 lit. / giorno CENTRO = 1,0 mq ogni 50 lit. / giorno SUD = 0,8 mq ogni 50 lit. / giorno

5 Posizionamento ideale 30 (tipico tetto standard) Massima produzione estiva 45 (su tetto piano con staffe) Massima produzione annuale 60 (con staffe regolabili) Massima produzione invernale 90 (con staffe regolabili) Minima produzione estiva

6 Orientamento diverso Per orientamenti o inclinazioni diverse Ad ovest aggiungere un pannello Su tetto con falda est ovest preferire Ovest oppure dividere i collettori nelle due falde per sfruttare il massimo dell irraggiamento giornaliero

7 Collettori Solari Collettori solari Il captatore: È composto da una piastra in rame con trattamento altamente selettivo, (agli ossidi di Titanio) sulla quale sono saldati i tubi capillari in rame, a loro volta collegati ai collettori di mandata e ritorno del fluido termovettore. Piani Vetrati

8 Vetro e isolamento Il vetro di copertura: ha funzioni di protezione del sistema contro gli agenti naturali e di innalzamento dell efficienza del sistema. La lastra ha uno spessore 4 mm per resistere alla grandine e viene fissato al telaio con delle guarnizioni resistenti alle radiazioni solari che garantiscono l impermeabilità del pannello. Il vetro inoltre evita le dispersioni per convezione. La lastra di vetro crea l effetto serra limitando al massimo le perdite per riflessione della piastra. Si usano vetri antiriflesso altamente trasparenti. Nei collettori piani si utilizza la lana di roccia (o lana di vetro) quale materiale ad alto grado di isolamento termico e viene posto al di sotto dell assorbitore al fine di ridurre al minimo le perdite dalla parte posteriore del pannello. Poiché le temperature del captatore, in stagnazione, possono raggiungere i 200 C.

9 Collettori Solari Sottovuoto (heat Pipe)

10 Collettori Solari e certificazioni

11 TECNOSFOTOSUN Termico e fotovoltaico

12 Tecnofotosun INSTALLAZIONE TIPO

13 Curva caratteristica del collettore solare L efficienza di un pannello solare non è una costante ma a parità di collettore dipende da più condizioni di utilizzo, quali: la temperatura di esercizio del pannello, dalla temperatura ambiente e dall intensità della radiazione solare al suolo. Il rendimento di un pannello solare è rappresentato da una curva che tenderà a diminuire all aumentare della differenza di temperatura tra il collettore e l ambiente ed al conseguente aumento delle perdite. La valutazione delle curve caratteristiche (a parità di condizioni) permette un confronto sulla qualità di un pannello solare rispetto ad un altro L efficienza di un pannello solare è il L efficienza di un pannello solare è il rapporto tra l energia termica utile e quella solare irradiata. Essa dipende dalla sensibilità e la conducibilità dell elemento captante, la qualità del vetro di copertura e la capacità dell isolante di limitare le perdite per conduzione.

14 Dimensionamento e fabbisogno Acqua sanitaria (ACS) Posizione falda tetto, inclinazione, consumi (ACS) + integrazione riscaldamento Posizione falda tetto, inclinazione, consumi Mq superficie radiante e isolamento casa.

15 Produzione sola acqua calda sanitaria Individuare totale consumo nucleo familiare in esame Confort Basso 30 Lit. persona x giorno Confort Medio 50 Lit. persona x giorno Confort Elevato 70 Lit. persona x giorno Lavatrice litri 1 lavaggio Lavastoviglie 20 litri 1 lavaggio

16 Inclinazione e utilizzo impianto 30 solo ACS prevalentemente Estivo 45 solo ACS uso annuale 60 ACS + integrazione riscaldamento (massima produzione invernale) 90 Minima produzione estiva

17 Integrazione Riscaldamento e ACS Copertura fabbisogno fino al 40% del riscaldamento radiante e 90% ACS Fattore di conversione: 10% impianto radiate = pannelli solari Esempio 100mq impianto a pavimento = 10mq pannelli solari

18 Riscaldamento piscine Piscina coperta con vasca coperta: 1mq pannello solare ogni 2.5mq piscina Piscina all aperto con Vasca coperta: 1mq pannello solare ogni 2 mq di piscina Piscina all aperto con Vasca scoperta: 1mq pannello solare ogni 1.5mq di piscina

19 Sistema casa

20 Sistemi disponibili CIRCOLAZIONE NATURALE Solo acqua sanitaria CIRCOLAZIONE FORZATA Acqua sanitaria Integrazione riscaldamento Mantenimento in temperatura

21 Funzionamento circolazione naturale La tecnologia della circolazione naturale, è più economica nei costi di gestione in quanto non esiste consumo elettrico dovuto alla pompa e non richiede sistemi elettronici di controllo, impone di porre il serbatoio ad un'altezza maggiore di quella dei pannelli, con maggiori costi per la realizzazione di adeguate strutture di sostegno dei serbatoi stessi.

22 SCHEMA CIRCOLAZIONE NATURALE

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24 Collegamento caldaia

25 CIRCOLAZIONE FORZATA Negli impianti a circolazione forzata, lo scambio tra captatore e sistema di accumulo è garantito dalla pompa dove circola il glicole ( fluido vettore) e azionata da una centralina elettronica azionata da sonde che confrontano la temperatura del fluido e il serbatoio di accumulo. Permette un maggiore scambio termico e quindi il rendimento del pannello è leggermente superiore ad un sistema a circolazione naturale. Per questo motivo i collettori a circolazione forzata vengono preferiti per installazioni pensate per erogare il servizio lungo tutto l arco dell anno, portando dei benefici in termini di efficienza soprattutto nei mesi meno caldi. La circolazione forzata, può essere utilizzata per dare un contributo al riscaldamento degli ambienti, riscaldare l acqua sanitaria, mantenere in temperatura le piscine o applicazioni industriali.

26 Funzionamento circolazione forzata acs

27 circolazione forzata ACS con 2serpentini

28 CIRCOLAZIONE FORZATA (acs)

29 INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO + ACS

30 INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO + ACS

31 INTEGRAZIONE RISCALDAMENTO + ACS Tetto a due falde

32 ACS + integrazione riscaldamento Bollitore puffer e produzione istantanea ACS e sorgente AUX

33 Acs+integr. Riscaldamento con bollitore Hygene.

34 Riscaldamento piscina

35 Maxi impianto anti legionella 200lit. Min a 40

36 Note tecniche sull installazione Circolazione Forzata e Naturale

37 Montaggio su tetto inclinato

38 Dettagli

39 Dettaglio

40 Finale sotto sopra N.b. etichetta DOWN SIDE SEMPRE VERSO IL BASSO

41 Montaggio tetto piano

42 Schema ombre Nel caso di installazione su tetto piano al fine di evitare l ombreggiamento la distanza minima fra la serie di collettori dipende dalla sua inclinazione

43 Incassato dentro il tetto

44 Collettore a 2 attacchi Il fluido termovettore attraversa unidirezionalmente, dall alto verso il basso al lato sinistro e poi risale al lato destro. Con tale tipologia di connessione, la portata totale risulta perfettamente suddivisa su tutti i collettori della batteria,i quali lavorano tutti quanti nelle medesime condizioni di portata e temperatura. L efficienza del sistema, con questo tipo di collegamento, arriva a i valori massimi raggiungibili assegnando ad ogni collettore la portata ottimale. Questa soluzione è la più eseguita e decisamente più vantaggiosa Sensore temperatura

45 Installazione con Collegamenti in serie i collettori sono collegati in serie, e sono attraversati dallo stesso flusso e la portata dell impianto è la medesima che passa attraverso ciascun collettore. La temperatura del fluido termovettore cresce dal primo all ultimo collettore e ciò significa che gli ultimi collettori lavorano a temperatura più elevata e quindi con un efficienza inferiore. Le perdite di carico di ciascun collettore, inoltre, si sommano e di conseguenza in tale configurazione risulta conveniente non superare le 6 unità.

46 Collegamento in parallelo Il collegamento in parallelo secondo il metodo di Tichelmann permette di ottenere il medesimo flusso per ciascun collettore.

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48 Collegamento in parallelo + connessione in serie Il sistema più efficiente prevede il collegamento in parallelo dei pannelli e la connessione in serie delle batterie come rappresentato nella figura sopra. Nel caso di 6 pannelli, quindi, dovranno essere realizzate 2 batterie di 3 collettori ciascuna connessi in parallelo tra loro. Le 2 batterie, invece, andranno collegate in serie.

49 Sottovuoto in serie È consigliabile che il numero massimo di pannelli che compongono una batteria non superi le 6 unità. Per installazioni di più di 6 pannelli, sono consigliate più batterie di collettori collegate in parallelo tra loro.

50 Collegamenti componenti Collettori solari Bollitore Gruppo Pompa + Vaso espansione E valvola sicurezza Centralina

51 Pompa di calore Aria Acqua Gli aspetti per cui risulta interessante utilizzare questo sistema sono molteplici ma il vantaggio più evidente è che si tratta di un sistema intrinsecamente efficiente. Ciò ha dirette ripercussioni anche sull ammortamento del costo di installazione e sulla bolletta del consumatore Inoltre, l impiego della pompa di calore può consentire lo sfruttamento diquote di energia altrimenti perse (installazione in locali termici). Infine, tale sistema consenteanche una facile e vantaggiosa integrazioni con altre fonti rinnovabili (collettori solari, caldaie a legna, etc.). Ideale è la loro installazione in cantine o locali umidi poiché durante il funzionamento l umidità dell aria viene eliminata (effetto deumidificante).

52 Bollitore + collettori solari

53 Gruppo Pompa e centralina

54 Impianto completo

55 Come posare i tubi Interno canna fumaria se questa è già intubata e intorno è possibile passare le tubature. Su canna fumaria dismessa (esempio vecchio scaldabagno, sfiati aria non utilizzati) Canaletta in plastica esterna all edificio Attraverso i solai previo opportuni fori dove inserire i tubi *** Non posare i tubi con curve troppo strette o SIFONE l impianto si blocca*** Sul tetto nella parte di tubo esterna applicare sempre alle tubature isolante resistente all alta temperatura, ai raggi UV. Utilizzare eventualmente tubo flessibile in alluminio o inox per una lunga durata nel tempo e resistenza ad agenti esterni. N.B. NON UTILIZZARE: tubo multistrato per trasportare il glicole Canapa per collegare il rame sul circuito del glicole ma solo i prodotti appositi per il solare resistenti ad alta temperatura ( )

56 Tubi di collegamento per l installazione Nella Circolazione naturale posso usare tubo diametro Nella circolazione forzata fino a 3 pannelli tubo da 16mm oltre diametro e per i grandi impianti consultare un termotecnico

57 Gruppi pompa solare con centralina

58 Tipologie di gruppo pompa solare

59 Schema tecnico Gruppo solare

60 Dettagli gruppo pompa

61 Centralina solare

62 collegamenti

63 Schema piscina + ACS

64 Ts-800 New Centralina con 50 sistemi inseriti Blocco accesso utente con password. Funzione vacanza Gestione configurazioni e sistemi a piacere. Contabilizzatore di energia prodotta (khw / Mhw)

65 Schema impianto Est Ovest Gestione con pompa solare unica + integrazione da altra fonte di calore Schema Est ovest Ts-800

66 Autorizzazioni e detrazioni Fiscali Non serve la DIA Se non richiesto dai comuni a causa di vincoli ambientali, paesaggistici o nei centri storici Libera attività di manutenzione Chi paga le tasse (versa IRPEF) ha diritto alla detrazione fiscale del 55% da 5 a 10 anni. Alcuni comuni concedono ulteriori BONUS locali Anche i proprietari di abitazioni di recente costruzione hanno dritto alle detrazioni fiscali

67 Novità I nuovi regolamenti prevedono l installazione obbligatoria nelle nuove costruzioni o ristrutturazioni (inserirlo nel progetto) I costruttori possono ottenere riduzioni, sconti sugli oneri di urbanizzazione con l installazione di impianti solari.