COLLETTORI PIANI PLASTICI NON VETRATI

La prima soluzione è sicuramente la meno costosa ed è adatta all’uso prevalentemente estivo vista la mancanza del vetro di copertura e della coibentazione che ne comporta perdite elevate con temperature esterne basse.
L’acqua da riscaldare viene fatta passare direttamente nel modulo termico, in questa maniera si evita la parte impiantistica dello scambiatore termico con conseguente diminuzione dei costi dell’impianto.
Questa soluzione è quindi ideale per impianti per riscaldare acqua su:
- piscine scoperte;
- docce su camping e stabilimenti balneari;
- residenze estive.

COLLETTORI VETRATI PIANI

I collettori vetrati piani sono la tecnologia più utilizzata negli impianti a collettori solari termici. Si dividono in sistemi piani a circolazione forzata (con pompa comandata da sensore di temperatura che fa muovere il liquido di scambio quando serve) e sistemi piani a circolazione naturale.
La maggiore diffusione dei collettori piani vetrati è data dalla loro grande versatilità d’uso, unita ad altre caratteristiche non meno importanti come:

COLLETTORI SOTTOVUOTO

Sono i collettori termici dell’ultima generazione, i più efficienti e costosi e adatti soprattutto all’integrazione del riscaldamento degli edifici grazie all’effetto diodo di calore che il sottovuoto garantisce e alla loro maggiore efficienza soprattutto in giornate invernali. Grazie alle loro caratteristiche innovative presentano un rendimento maggiore del 15-20% rispetto ai collettori piani vetrati, ma il loro costo maggiore ne suggerisce l’uso solo in zone montane con clima rigido o in sistemi con richiesta di temperature dell’acqua più elevata (climatizzazione passiva, riscaldamento edifici, etc.). I collettori sottovuoto garantiscono una buona integrazione architettonica essendo di forma tubolare, di dimensioni poco impattanti visivamente. Nella maggioranza dei casi il sistema viene costruito a circolazione forzata quindi il sistema è equiparabile come complessità ai collettori piani vetrati installati con la stessa filosofia di impianto. La tecnologia dei collettori sottovuoto è ormai assodata e l’impianto non presenta criticità particolari se mantenuto come da specifiche del costruttore. Le principali caratteristiche dei collettori sottovuoto sono:

COLLETTORI SOLARI PER ARIA CALDA

Sono i collettori termici con la minore diffusione. Utilizzati principalmente nei sistemi di essicazione vengono solo da poco tempo considerati nella bioedilizia come elemento integrante per la produzione di energia termica.
Molto più semplici dei collettori per uso idraulico, i collettori per aria sono facilmente installabili e necessitano in alcuni casi solo di sistemi di ventilazione forzata (equiparabili ai sistemi idraulici a circolazione forzata).
Alcune aziende che producono collettori ad aria calda hanno prodotto moduli con integrata una parte di fotovoltaico che serve all’alimentazione di una piccola ventola anch’essa integrata nel modulo stesso (ad esempio la versione TWINSOLAR raffigurata a fianco).

SISTEMI A COLLETTORI PARABOLICI LINEARI

I sistemi a collettori parabolici lineari sono sicuramente i più conosciuti per la produzione di energia elettrica dall’energia termica prodotta dal sole. In America nel deserto del Mojave da 20 anni stanno funzionando 9 sistemi termoelettrici solari di questo tipo per una potenza complessiva di 350MW elettrici.
In questa tipologia di impianti la filosofia di installazione non si differenzia molto da quella fotovoltaica, in pratica anche qui si parla di moduli in serie/parallelo per arrivare alla potenza desiderata.
L’alta modularità del sistema garantisce una particolare facilità di dimensionamento dell’impianto finale.
Ogni collettore è costituito da un tubo di particolare costruzione, attorno al quale viene sagomato un riflettore a specchio di forma parabolica che funge da concentratore. All’interno del tubo viene veicolato un fluido portatore di calore il quale poi, pompato, arriva allo scambiatore dove cede energia termica. Il calore così prodotto viene trasformato in vapore il quale serve a far funzionare una turbina accoppiata ad un generatore elettrico. La temperatura media in sistemi di questo tipo si aggira intorno ai 390°C.

SISTEMI AD ELIOSTATI CON RICEVITORE CENTRALE

Negli impianti con ricevitore centrale la luce del sole viene raccolta e concentrata da specchi detti “eliostati” montati su sistemi meccanici che inseguono il sole nel proprio percorso durante il giorno.
In questa maniera il ricevitore centrale posto sul vertice di una torre (fuoco del sistema a specchi) viene colpita dalla concentrazione dei fasci solari prodotti dalla serie di specchi disposti a terra. All’interno del ricevitore la temperatura media arriva a circa 570° e anche in questo caso viene normalmente prodotto vapore per alimentare un turbo-generatore elettrico.

Esistono altre tipologie di sistema ad eliostato, in particolare alcune aziende del settore impiegano parabole circolari da 10 m di diametro sul cui fuoco vengono posizionati motori STIRLING, a gas, molto più semplici dei sistemi a vapore e con i quali si possono costruire moduli completi di produzione elettrica di piccola potenza (10 kW elettrici).