DIMENSIONAMENTO SOLARE TERMICO

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Silvano Murgia
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1 DIMENSIONAMENTO SOLARE TERMICO Per l abitazione della custode dell Istituto Scolastico Baratta, situato nella zona di Voghera, si sta attuando il dimensionamento di un impianto solare per la produzione di acqua calda igienico sanitaria, tenendo in considerazione il fatto che può essere abitata da 4 persone e che la temperatura media di immissione dell acqua dall acquedotto al nord è di 15 C. Per dimensionare un impianto di riscaldamento a pannelli solari occorre calcolare : Il fabbisogno termico q espresso in J/giorno Il valore medio giornaliero A dell insolazione del luogo in cui si devono installare i pannelli espresso in J/(m 2 giorno) L efficienza di captazione(rendimento) η dei pannelli usati. Località : Regione Lombardia, Provincia Pavia,Comune Voghera N persone : 4 Latitudine : nord Longitudine : est Altitudine minima : 71 mt slm Altitudine Massima : 125 mt slm Superficie : 6328 Hm 2 Popolazione : 40483

2 Al fine di poter stimare nella suddetta località il valore dell insolazione media annua si sono inizialmente cercati i singoli valori mensili. mesi kwh/m 2 MJ/m 2 Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre medie Tabella 1 : tabella delle insolazioni mensili Calcolo dell energia solare captata dal pannello La quantità di energia solare media che un m 2 di pannello può raccogliere in un giorno viene determinata moltiplicando l efficienza di captazione(η )del pannello per l insolazione solare media mensile. Calcolo del fabbisogno termico annuo (Q) Si ottiene tramite la seguente formula: Q = Cs V (t ta) 365= = 4186 J/dm³ C V (50-15) C 365 giorni Cs= calore specifico dell acqua = 4186 J/dm³ C t = 50 C (temperatura che il pannello richiede per entrare in funzione) ta = 15 C (al nord, temperatura media di immissione dell acqua dall acquedotto) V = 250 l/giorno (quantità di acqua richiesta per soddisfare il fabbisogno di 4 persone) Vp = 250/4 = 63 l/giorno (per persona) Q = 4186 J/dm³ C 250 l/giorno (50-15) C 365 giorni = = ¹º J = MJ Questo valore è in funzione del luogo e delle persone.

3 RICERCA DEI POSSIBILI PANNELLI SOLARI DA UTILIZZARE: Si è svolta, su internet, una ricerca di alcuni possibili pannelli solari da utilizzare e, tra i vari elementi trovati, si è scelto di confrontare, in un discorso di efficienza, qualità, prezzo, i tre più significativi di seguito elencati: PA10 PA14 PA25 STIMA CAPACITA CAPTANTE DEI PANNELLI TROVATI Pannello solare piano PA10 Pannello solare piano, molto economico, da quasi 2 metri quadri di superficie. L'assorbitore è in rame verniciato di nero e tale tipo di pannello solare è particolarmente indicato per un uso prettamente estivo, quindi idoneo alle 'seconde case' al mare, oppure per chi vuole utilizzare l'energia solare solo durante i mesi più caldi senza spendere molto. La stima del K, variabile da 1,10 a 1,15, si è scelta, a vantaggio di sicurezza poiché per difetto, al valore inferiore del range, ossia 1,10 e tale scelta è attuata in tutti i pannelli. µ = 0,60 A u = A µ 365 K = , ,10 = 3609 MJ A u = 3609 MJ S = Q A u = = 3,68 m 2 = 4 m 2 Costo relativo ai pannelli solari Senza elementi aggiuntivi della distribuzione e senza mano d opera: S = 4 m 2 Prezzo = m 2 C = S Prezzo = =

4 Pannello solare piano PA14 Pannello solare piano da quasi 2 metri quadri di superficie. L'assorbitore è rivestito in Tinox, materiale che permette ai pannelli solari di lavorare bene anche durante le stagioni fredde o nelle Regioni meno soleggiate. µ = 0,85 A u = A µ 365 K = , ,10 = 5112 MJ A u = 5112 MJ S = Q A u = = 2,60 m 2 = 3 m 2 vista la tipologia serviranno 2 pannelli da 2 m 2 per un totale di 4 m 2 Costo relativo ai pannelli solari Senza elementi aggiuntivi della distribuzione e senza mano d opera. S = 4 m 2 Prezzo = m 2 C = S Prezzo = m 2 = Pannello solare piano PA25 Pannello solare piano da quasi 2,5 metri quadri di superficie. L'assorbitore è rivestito in Tinox, materiale che permette al pannello solare di lavorare bene anche durante le stagioni fredde o nelle Regioni meno soleggiate. µ = 0,85 A u = A µ 365 K = , ,10 = 5112 MJ A u = 5112 MJ S = Q A u = = 2,60 m 2 = 3 m 2 vista la tipologia serviranno 2 pannelli da 2,5 m 2 per un totale di 5 m 2

Costo relativo ai pannelli solari Senza elementi aggiuntivi della distribuzione e senza mano d opera. S = 5 m 2 Prezzo = 176.80 m 2 C = S Prezzo = 5 176.80 m 2 = 884.

5 Costo relativo ai pannelli solari Senza elementi aggiuntivi della distribuzione e senza mano d opera. S = 5 m 2 Prezzo = m 2 C = S Prezzo = m 2 = CONCLUSIONI Dopo il dimensionamento di tutti pannelli trovati si è scelto, in base a qualità-prezzo e rendimento, il pannello solare PA14 perché ha un discreto rendimento, presenta buone garanzie di utilizzo anche di inverno e costi contenuti. E infatti importante dire che per tutti i pannelli, date le dimensioni di partenza, è necessario utilizzare una superficie per eccesso (4 e 5 mq) rispetto alla necessaria e pertanto, come si può evincere dai calcoli indicati, diviene più conveniente utilizzare, ai fini dei costi, il PA14, poiché il PA25, data la sua geometria, pur presentando buoni risultati comporta una spesa in eccesso di gran lunga superflua, mentre il PA10 non garantisce qualità produttiva nel periodo invernale.

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