Il solare termodinamico è una tecnologia che, grazie a speciali pannelli solari e ad un sistema di compressione ed espansione di gas del tutto simile a quello di una pompa di calore, viene impiegata per la produzione di acqua calda sanitaria.
A differenza delle pompe di calore, però, un impianto solare termodinamico è meno ingombrante in quanto il lavoro che in una classica pompa di calore aria acqua è affidato alla imponente unità esterna viene invece effettuato da comodi e relativamente leggeri pannelli solari posti sul tetto.
In questa guida esamineremo un po’ più nel dettaglio gli aspetti riguardanti il solare termodinamico domestico. Capiremo come funziona, quali sono i principali vantaggi e svantaggi, i costi e daremo risposta alle domande più comuni.
Indice
Funzionamento solare termodinamico
Un impianto solare termodinamico è formato da due elementi:
- Uno o più pannelli solari termodinamici;
- Un sistema di compressione ed espansione di gas alimentato ad energia elettrica.
Il principio di funzionamento su cui si basa il solare termodinamico è del tutto identico al funzionamento di una pompa di calore.
All’interno del pannello solare termodinamico, infatti, è contenuto un liquido refrigerante che vaporizza a temperature superiori a -4 °C.
I raggi del sole che entrano a contatto con il pannello solare – ma anche il vento, la pioggia o l’aria – trasferiscono calore a questo liquido che passerà dunque dal suo stato liquido a quello gassoso.
Come accade per le pompe di calore, un compressore si occuperà di comprimere il gas generato aumentandone notevolmente la temperatura (circa 120 °C), la quale verrà utilizzata per riscaldare l’acqua calda sanitaria fino a circa 55 °C.
Dopodiché mediante una valvola di espansione, la temperatura del gas viene ridotta drasticamente riportando il gas allo stato liquido a circa – 10 °C. E il ciclo si ripete.
Naturalmente più alta sarà la temperatura esterna e minore sarà il consumo di elettricità da parte del compressore per raggiungere la temperatura necessaria per la produzione di acqua calda sanitaria.
Vantaggi e svantaggi del solare termodinamico
I vantaggi principali offerti da un impianto solare termodinamico sono:
- Minore igombro rispetto ad un tradizionale impianto con pompa di calore aria acqua;
- Possibilità di produrre acqua calda sanitaria anche di notte, cosa impossibile per un impianto solare termico;
- Abbattimento dei costi in bolletta;
- Possibilità di alimentare il compressore elettrico con un impianto fotovoltaico, riducendo ancor più i costi energetici;
- Indipendenza da fonti di energia inquinanti come il gas metano.
Gli svantaggi principali del solare termodinamico sono:
- Interruzione del funzionamento a temperature pari o inferiori a -5 °C, in quanto il liquido refrigerante non vaporizza a temperature così basse;
- Quando le temperature sono troppo basse si rischia di consumare troppa energia elettrica per portare il gas alla temperatura necessaria, il che rende il solare termodinamico non molto adatto in zone dal clima troppo freddo;
- Per una casa di medie dimensioni serviranno circa 6-8 pannelli solari termodinamici, per cui occorrerà assicurarsi di avere abbastanza spazio a disposizione sul tetto;
- Costi più elevati rispetto ad un impianto solare termico.
Il pannello solare termodinamico
Il pannello solare termodinamico è una delle due componenti fondamentali di un impianto solare termodinamico.
A differenza di un collettore solare, il pannello solare termodinamico ha come obiettivo quello di trasferire quanto più calore possibile al liquido refrigerante contenuto al suo interno, senza sfruttare unicamente i raggi solari.
Mediante apposite prese d’aria, infatti, il pannello termodinamico è in grado di sfruttare anche il calore contenuto nell’aria. Questo consente all’impianto termodinamico di funzionare anche in assenza di sole.
Per dirla tutta il pannello termodinamico riesce a riscaldare l’acqua in diverse condizioni:
- Notte: nelle ore notturne se la temperatura esterna non scende sotto i -5 °C;
- Vento: grazie ad apposite prese d’aria il calore dell’aria viene trasferito al liquido refrigerante;
- Pioggia: la pioggia non scende mai sotto lo zero termico, quindi diventa una potenziale fonte di calore da utilizzare per il liquido refrigerante;
- Sole: i raggi solari sono una fonte di calore diretta per irraggiamento e forniscono una grande quantità di calore.
Solare termodinamico per riscaldamento
Il solare termodinamico può essere utilizzato per il riscaldamento della casa? La risposta breve è no.
Gli impianti solari termodinamici sono progettati per la produzione di acqua calda sanitaria, la cui temperatura richiesta è di circa 55 °C.
Un impianto di riscaldamento richiede temperature di mandata maggiori che questo impianto non è in grado di raggiungere.
Fanno eccezione impianti di riscaldamento a pavimento con pannelli radianti o a fan coil, i quali lavorando a bassa temperatura di mandata potrebbero essere alimentati anche dal termodinamico.
Tuttavia in questo caso occorre valutare molto bene le dimensioni ed i consumi di un impianto necessario a riscaldare l’intera casa.
Pompa di calore solare termodinamico
Pompa di calore e solare termodinamico sono due tecnologie ben distinte, anche se condividono lo stesso principio di funzionamento, ossia il fenomeno dell’espansione Joule-Thomson di un fluido refrigerante.
La pompa di calore è un impianto più versatile che può essere utilizzato sia per la produzione di acqua calda sanitaria che per l’impianto di riscaldamento.
Se in più hai la possibilità di integrare un impianto fotovoltaico da supporto, la pompa di calore è secondo noi la scelta più all’avanguardia.
La pompa di calore può essere combinata al solare termico, anche se a nostro avviso è più che sufficiente abbinarla ad un fotovoltaico.
Differenza tra solare termodinamico e solare termico
La differenza fondamentale tra solare termodinamico e solare termico consiste nel fatto che il solare termodinamico è in grado di funzionare anche di notte, in assenza totale di luce solare.
In più un impianto solare termodinamico presenta ulteriori vantaggi rispetto al solare termico tradizionale:
- Nessun danno dovuto a stagnazione dei liquidi all’interno dei pannelli;
- Nessun danno da sovrariscaldamento dei tubi in estate;
- Nessun bisogno di installare sistemi di anticongelamento;
- Peso complessivo dei pannelli nettamente inferiore;
- Manutenzione ridotta.
C’è da dire però che il costo di un impianto solare termodinamico è decisamente maggiore rispetto a quello di un impianto solare termico.
Solare termodinamico prezzo
Il costo di un impianto solare termodinamico dipende dalle esigenze di acqua calda sanitaria, dunque dal numero dei componenti del nucleo familiare e dalla necessità di integrarlo o meno con un impianto di riscaldamento.
Il prezzo di un impianto solare termodinamico di circa 3 Kwp, dimensionato per le esigenze di una famiglia media, oscilla da 3.000 € a 6.000 €. A tale costo vanno aggiunti circa 2.000 € di posa in opera e le tasse.
Il costo si recupera in circa 5-10 anni grazie ai vari incentivi fiscali ed al fatto che i consumi elettrici necessari sono relativamente bassi (circa 100 €/anno), ulteriormente ridotti se si dispone anche di un fotovoltaico.
Le agevolazioni fiscali per il solare termodinamico solo le stesse che possono essere utilizzate per l’installazione di altri impianti ad energia rinnovabile, tra cui le detrazioni del 50% e 65% previste dall’Ecobonus.
Potrebbero però essere presenti ulteriori incentivi messi a punto dalle regioni o sconti sulle tasse comunali, per cui è sempre meglio chiedere informazioni ad un installatore professionista.
Se sei residente in Sicilia e stai pensando di installare un impianto solare, contattaci per ricevere gratuitamente un preventivo dettagliato.
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