Pannelli solari: come dimensionare l'impianto solare termico?

Il dimensionamento del solare termico è fondamentale per il fatto che gli impianti solari non sono standard, ma devono essere adattati alla latitudine, alla destinazione d’uso e all’esposizione del contesto. Infatti occorre tarare gli impianti correttamente basandosi sulle specifiche esigenze per quanto riguarda i consumi e su determinati parametri tecnici e climatici. Proprio per questo motivo l’operazione può essere effettuata soltanto da un professionista tecnico esperto. Da un lato si garantisce un’opera di consulenza per verificare quale sia la soluzione migliore tra le varie opzioni impiantistiche; dall’altro si ottiene un sistema personalizzato che produce e adatto all’entità dei propri consumi.

Dimensionamento di un impianto solare termico: quali aspetti considerare?

Bisogna verificare l’inclinazione del pannello, il suo orientamento e quale sia la superficie di estensione. Quando si parla di solare termico, un altro aspetto da considerare riguarda la capacità dei serbatoi d’accumulo nel caso di sistemi a circolazione naturale monoblocco. Si tratta di una soluzione ottimizzata, dove il serbatoio costituisce un’unica unità insieme al collettore. In commercio sono disponibili kit per installare impianti a circolazione naturale già dimensionati. Sul mercato sono molto diffusi anche i sistemi a circolazione forzata predimensionati, dove la capacità del serbatoio è proporzionata al tipo di impiego e alla superficie dei pannelli.

Quanto rende un pannello solare termico?

In genere un impianto solare termico non è progettato per coprire completamente i consumi di acqua calda dell’immobile durante tutto l’anno. Si tratta di una decisione legata a motivazioni economiche invece che tecniche. Infatti la convenienza dell’impianto è legata al rapporto tra la quantità di energia prodotta e il suo costo. Maggiore è l’impianto e più grande è la quota coperta dall’energia solare, tuttavia il rapporto costi/energia rimane lo stesso una volta che la copertura dei pannelli supera il 60%. Di conseguenza occorre fare un dimensionamento dell’impianto solare termico basandosi anche sul clima e sulle scelte impiantistiche per evitare costi aggiuntivi. Infatti se l’impianto è sovradimensionato in estate si produce acqua calda inutilizzata. Il dimensionamento avviene adeguando la superficie dei collettori agli effettivi consumi di acqua calda durante tutte le stagioni. Per ottimizzare i risultati bisogna coprire il 60-90% del fabbisogno d’acqua calda sanitaria durante tutto l’anno. La percentuale dei consumi che non viene garantita dall’energia solare viene fornita da una resistenza elettrica, da una caldaia a gas oppure da un altro sistema convenzionale. Per quanto riguarda il fabbisogno termico per il riscaldamento la percentuale assicurata dall’impianto solare va dal 15% al 40%, così da evitare il sovradimensionamento.

Di quanta acqua calda ha bisogno una famiglia media?

Un aspetto importante da considerare nel dimensionamento di un impianto solare termico consiste nella stima di quali siano i propri bisogni giornalieri d’acqua calda, così da determinare la superficie di pannelli e il volume dell’accumulo ideali. Il fabbisogno di acqua calda sanitaria minimo giornaliero è stimato di 50-75 litri pro capite nelle abitazioni. Per coprire questi consumi in genere occorre una superficie pari a un metro quadrato di collettori piani vetrati di media efficienza. Questa soluzione consente anche di alimentare un sistema a pannelli radianti a bassa temperatura per riscaldare 10 metri quadrati dell’immobile. Quando si adottano dei collettori sottovuoto si hanno prestazioni superiori, quindi le coperture necessarie possono essere minori. La superficie totale dei pannelli negli impianti combinati è doppia rispetto ai normali sistemi se si integra il riscaldamento del 30%. In secondo luogo è bene verificare quale sia la zona geografica dove si trova l’immobile. Per produrre 50 litri di acqua calda sanitaria a 45° al giorno serve 1,2 metri quadrati nell’Italia del Nord, 1 metro quadro in Italia Centrale e 0,8 nel Sud Italia. Occorrono rispettivamente 0,9, 0,7 e 0,5 metri quadrati quando si parla di pannelli sottovuoto.

Inclinazione e orientamento dei pannelli solari termici

Effettuare un dimensionamento di un impianto solare termico significa anche verificare l’inclinazione e l’orientamento dei pannelli in base al profilo di utilizzo. Solo in questo modo si ottiene la resa massima su base annuale. L’inclinazione deve essere uguale alla latitudine locale sottraendo 10° al valore. Se si utilizza un impianto integrato con un sistema di riscaldamento a bassa temperatura, è necessario installare i pannelli valutando l’incremento del carico invernale. Di conseguenza occorre aggiungere alla latitudine locale 10° per avere l’inclinazione ideale dei collettori rispetto al piano orizzontale. Si tratta di un accorgimento necessario per poter aumentare la resa invernale tenendo conto del fatto che la radiazione solare è inferiore perché il sole è più basso sull’orizzonte. L’orientamento migliore è verso sud, sud-ovest e sud-est, anche se in questi casi gli spostamenti non devono essere superiori a 45°.