I collettori solari
I collettori solari (anche denominati comunemente “pannelli solari”) hanno lo scopo di catturare la maggior quantità di energia solare e di tradurla in calore con la maggiore efficienza possibile. Esistono diversi tipi di collettori per diverse applicazioni, con differenti costi e prestazioni:
- collettori vetrati piani;
- collettori scoperti;
- collettori a tubi sottovuoto.
I collettori vetrati piani
I collettori vetrati piani più diffusi sul mercato sono costituiti da un assorbitore di metallo alloggiato in un contenitore rettangolare. Il contenitore è isolato termicamente sulla parte posteriore e sui bordi laterali (con materiali isolanti incombustibili quali lana di roccia, schiume di poliuretano ecc.) ed è dotato di una copertura vetrata. I due connettori per le tubazioni, una di adduzione e una di ritorno del fluido termovettore, sono collocati solitamente a lato del collettore. Al netto della copertura di vetro i collettori piani pesano una decina di chilogrammi per metro quadrato, mentre il peso della copertura di vetro varia tra 15 e 20 kg/m2 secondo la tipologia.
Collettori Scoperti
La tipologia più semplice di collettori solari è quella non vetrata (o scoperta). I collettori scoperti sono composti del solo elemento assorbitore (generalmente realizzato con plastiche o gomme sintetiche), privo di contenitore isolato e di lastra vetrata di protezione. Questi collettori possono funzionare con temperature dell'ambiente di almeno 20°C e forniscono calore a bassa temperatura (non superiore ai 40°C). Le elevate perdite di calore cui sono soggetti, che determinano incrementi di temperatura del fluido di poco sopra alla temperatura dell’aria, ne suggeriscono l’adozione per utenze estive. Il loro impiego ideale è dunque per il riscaldamento dell'acqua delle piscine all'aperto, per l'acqua calda delle docce negli stabilimenti balneari, nei campeggi, negli alberghi stagionali ecc.
Rispetto ai collettori vetrati piani, a causa delle inferiori prestazioni, i collettori scoperti richiedono maggiori superfici di captazione ma, proprio per la loro semplice conformazione, risultano di costo assai inferiore.
Collettori a tubi sottovuoto
I collettori a tubi sottovuoto consentono di ottenere calore a temperature superiori ai 100°C. In questi collettori l'assorbitore è contenuto in un cilindro di vetro il cui interno, grazie alla resistenza alle sollecitazioni meccaniche dettata dalla sua geometria, viene posto sottovuoto (la maggior parte dei collettori sottovuoto viene portata a una pressione inferiore ai 10^-5 bar) ai fini di escludere i moti convettivi. Le cessioni di calore per riemissione della piastra assorbente sono invece mantenute basse, come nel caso dei collettori vetrati piani, attraverso i trattamenti superficiali selettivi (basso coefficiente di emissione E). Le perdite di calore verso l'ambiente esterno sono quindi ridotte significativamente.
Nei tubi sottovuoto l'assorbitore può essere costituito da una fascia metallica collocata lungo la mezzeria del cilindro di vetro o in prossimità della semi-parete del cilindro che sarà esposta verso la volta celeste (assorbitore curvo), oppure da un rivestimento applicato a un secondo tubo di vetro coassiale interno (assorbitore cilindrico).
Un collettore a tubi sottovuoto è composto da una batteria di diversi tubi di vetro collegati tra loro nella parte superiore attraverso un elemento di interconnessione termicamente isolato percorso dalle tubazioni primarie di alimentazione e di ritorno del fluido termovettore.
