Per dimensionamento solare termico si intendono i calcoli necessari per individuare il numero di pannelli solari termici da installare per soddisfare il proprio fabbisogno.
Il fabbisogno può essere quello della sola produzione di ACS (Acqua Calda Sanitaria) ma anche per l’alimentazione di un impianto di riscaldamento a bassa temperatura.
Ma come si effettua il calcolo dei pannelli solari termici necessari per l’impianto? In questo articolo daremo delle linee guida per riuscire in tal senso.
Indice
Dimensionamento solare termico: premesse fondamentali
Prima di addentrarci nei calcoli occorre effettuare delle dovute premesse.
La prima è che non è possibile pensare di realizzare un impianto a collettori solari in grado di soddisfare il 100% del fabbisogno di acqua calda, in quanto per poter arrivare a tali livelli di grado di autoconsumo occorre sovradimensionare l’impianto al punto tale da diventare sconveniente sotto il profilo economico.
Infatti nel corso dell’anno si alterneranno giornate di forte irraggiamento solare con quelle prettamente nuvolose e piovose. Durante queste ultime la produzione di calore solare sarà bassa o nulla, motivo per cui al solare termico vanno sempre affiancati generatori di calore integrativi come caldaie e pompe di calore.
Un corretto dimensionamento di un impianto a pannelli solari termici impiegato per la produzione di acqua calda sanitaria mira a raggiungere un grado di autonomia compreso tra il 60% e l’80%.
La seconda premessa è che non tutti possono disporre dell’inclinazione ottimale dei pannelli, solitamente compresa tra 25° e 35°, in quanto questa molte volte viene compromessa dalla conformazione geometrica del tetto.
Su un tetto piano è possibile installare delle strutture solide ed inclinare i pannelli in modo ottimale; su un tetto a falde la situazione è più complessa in quanto occorre rispettare l’inclinazione originaria, salvo rari casi.
La terza premessa riguarda l’orientamento dei collettori. Come per i pannelli fotovoltaici anche quelli solari prediligono l’esposizione a Sud ma non tutte le abitazioni possono goderne per cui a volte è necessario installare i pannelli con un orientamento Est-Ovest a discapito di un minor rendimento, o peggio ancora a Nord.
Queste premesse sono necessarie per farti capire che il dimensionamento di un impianto solare termico reale e preciso può essere effettuato solo dopo un previo sopralluogo da parte di un tecnico esperto in grado di valutare le reali caratteristiche dell’edificio e sviluppare così un progetto su misura.
Dimensionamento solare termico: tabelle di calcolo
Come già detto per effettuare un calcolo quanto più possibile preciso occorre l’intervento di un tecnico esperto ma lo scopo di questa guida è quello di fornirti delle indicazioni per effettuare una stima e non un calcolo di precisione, che per forza di cose richiede rilevamenti sul luogo.
Di seguito riportiamo alcune tabelle che utilizzeremo per effettuare i calcoli del dimensionamento.
Tabella efficienza collettore solare
La seguente tabella riporta la quantità media giornaliera di ACS, in litri/mq, di collettori solari “standard” inclinati a 30° ed orientati verso Sud.
| Efficienza Pannello | Gen | Feb | Mar | Apr | Mag | Giu | Lug | Ago | Set | Ott | Nov | Dic | Media Annua |
| Bassa | 40 | 52 | 63 | 77 | 88 | 93 | 98 | 95 | 81 | 64 | 41 | 34 | 68 |
| Media | 45 | 58 | 71 | 87 | 98 | 103 | 110 | 107 | 91 | 72 | 47 | 39 | 77 |
| Buona | 51 | 65 | 78 | 96 | 110 | 115 | 122 | 204 | 100 | 80 | 52 | 44 | 93 |
Tabella tenore di vita
| Tenore di Vita | Fattore moltiplicativo |
| Basso | 0,8 |
| Modesto | 0,9 |
| Normale | 1,0 |
| Buono | 1,1 |
| Elevato | 1,2 |
Tabella numero di vani
| Numero Vani | Fattore moltiplicativo |
| 1 | 0,8 |
| 2 | 0,9 |
| 3-4 | 1,0 |
| 5-6 | 1,1 |
| 7-8 | 1,2 |
| 9-10 | 1,3 |
Tabella numero di alloggi
| Numero Alloggi | Fattore moltiplicativo |
| 1 | 1,15 |
| 2 | 0,86 |
| 3 | 0,73 |
| 4 | 0,95 |
| 5 | 0,60 |
| 6 | 0,56 |
| 7 | 0,53 |
| 8 | 0,50 |
Tabella consumo di ACS giornaliera per persona
| Tipologia di utenza | Consumo per persona |
| Abitazione Popolare | 45 litri/giorno |
| Abitazione Media | 70 litri/giorno |
| Abitazione di Lusso | 175 litri/giorno |
| Albergo – Camera con Vasca | 190 litri/giorno |
| Albergo – Camera con Doccia | 130 litri/giorno |
| Uffici | 30 litri/giorno |
| Centri Sportivi | 55 litri/giorno |
| Spogliatoi Industriali | 40 litri/giorno |
Tabella consumi elettromestici e apparecchi vari
| Apparecchio | Consumo |
| Vasca da bagno grande | 180 litri/giorno |
| Vasca da bagno piccola | 110 litri/giorno |
| Doccia | 50 litri/giorno |
| Lavabo | 11 litri/giorno |
| Bidet | 9 litri/giorno |
| Lavello cucina | 18 litri/giorno |
| Lavatrice | 50 litri/ciclo |
| Lavastoviglie | 18 litri/ciclo |
Dimensionamento solare termico per ACS
La funzione principale di un impianto a collettori solari è la produzione di acqua calda sanitaria, ossia l’acqua utilizzata nell’abitazione e non quella dell’impianto di riscaldamento.
Per effettuare un dimensionamento del solare termico per ACS occorre prima di tutto capire di quanta acqua calda necessitiamo. Il quantitativo di acqua calda dipende da:
- Dimenione del nucleo familiare;
- Abitudini di consumo;
- Frequenza di utilizzo di elettrodomestici ed apparecchi che usano acqua calda.
In via generale il consumo di acqua calda medio per persona è di 50-70 litri/giorno.
Un collettore solare ha una dimensione di circa 2-2.5 mq e per ogni mq di pannello produce mediamente un quantitativo di acqua pari a 80-130 litri/giorno, dipendentemente dal periodo dell’anno, dal grado di efficienza, dall’inclinazione e dall’orientamento.
Stando ai numeri cui sopra, una famiglia composta da 3-4 persone con consumi standard di acqua calda sanitaria dovrebbe disporre di un impianto solare termico da almeno 4 mq, dunque 2 pannelli solari termici con un boiler di circa 300-350 litri.
Ma volendo fare dei calcoli un tantino più precisi è possibile servirci delle tabelle di calcolo riportate poco fa.
Esempio: calcoliamo la superficie di pannelli necessaria in una villetta unifamiliare media di 6 vani, nella quale abitano 4 persone con un tenore di vita medio di tipo medio:
- Abitazione Media: 70 litri/gg
- Numero 1 Villetta: fattore moltiplicativo 1,15
- Numero 6 vani: fattore moltiplicativo 1,1
- Tenore di Vita Medio: fattore moltiplicativo 1,0
Fabbisogno ACS = 70 x 1.15 x 1.1 x 1.0 x 4 = 354 litri/giorno
La superficie di un collettore solare di media efficienza volto a coprire l’intero fabbisogno energetico anche nel mese più caldo e soleggiato (Luglio) sarebbe pari a:
Superficie Collettore Solare = 354 / 110 = 3.2 mq
Ed il grado di copertura sarà pari a:
Grado di Copertura = 3.2 x 77 x 100 / 354 = 69.6 %
Naturalmente le reali necessità potrebbero richiedere un numero maggiore – o minore – di pannelli solari.
Dimensionamento solare termico per riscaldamento
Il solare termico può essere abbinato come fonte energetica supplementare per alimentare un impianto di riscaldamento a bassa temperatura come il riscaldamento a pavimento.
Quindi se l’utilizzo che ne si fa dei pannelli solari è quello misto sanitario + riscaldamento, la superficie dei pannelli deve obbligatoriamente aumentare, così come dovranno essere incrementate anche le dimensioni del serbatoio che possono arrivare anche a 1500 litri per case che superano i 100 mq.
Dimensionamento solare termico: calcolo preciso
Per effettuare un calcolo preciso del dimensionamento del solare termico occorre obbligatoriamente il sopralluogo di un esperto installatore in grado di valutare alcuni parametri fondamentali come:
- Tipologia di solare termico, se a circolazione naturale o a circolazione forzata;
- Grado di inclinazione della falda del tetto;
- Esposizione del tetto;
- Superficie libera e soleggiata;
- Superficie sottoposta ad ombreggiamenti;
- Radiazione solare giornaliera;
- Fabbisogno reale di ACS;
- Fabbisogno termico dell’edificio;
- Grado di isolamento dell’edificio;
- Tipologia di generatore di calore e terminali;
- Efficienza dei pannelli solari;
- Componenti del nucleo familiare;
- Tipologia di abitazione e stile di vita;
ed altri parametri al fine di determinare il fattore di dimensionamento e stabilire con precisione il numero di pannelli solari necessari.
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