Funzionamento degli impianti solari termici a circolazione naturale: principi, vantaggi e soluzioni Pleion

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In un periodo di profondi cambiamenti per il settore Energia caratterizzato dalla transazione energetica, in tanti si chiedono che cos’è un impianto solare termico e quali sono i suoi vantaggi. Andiamo ora ancora più a fondo sul significato di impianto solare termico da installare nella propria abitazione. Si tratta di una soluzione capace di ottimizzare l’efficienza energetica e, in questo modo, ridurre i costi in bolletta. Spesso si può fare confusione tra solare fotovoltaico e solare termico, ma in realtà non ci sono molti punti in comune, se non quello di utilizzare l’irradiazione solare per produrre energia. Le due tecnologie infatti sono molto diverse in termini di utilizzo, costo e durata. Ma gli elementi di differenza tra fotovoltaico e solare termico non finiscono qui.

Vantaggi e categorie principali

I vantaggi di un impianto solare termico sono numerosi e riguardano benefici economici, fiscali e ambientali. Vantaggi economici: riguardano principalmente il risparmio economico generato dalla produzione di acqua calda sanitaria o per il riscaldamento tramite energia solare, con un risparmio in bolletta che può arrivare fino al 70%. Inoltre, gli impianti hanno un’elevata durata nel tempo, con costi di manutenzione ridotti, e possono essere integrati con l’impianto esistente aumentando anche la durata di vita della caldaia, perché meno sollecitata.

Esistono due categorie principali di impianti solari termici: gli impianti a circolazione naturale, più semplici e indicati per le singole famiglie; gli impianti a circolazione forzata, in cui, con l’ausilio di una pompa, si può produrre acqua calda in grande quantità. L’impianto solare termico a circolazione naturale è costituito da un serbatoio di accumulo dell’acqua posto al di sopra del collettore solare. Il fluido termovettore contenuto nei tubi, una volta riscaldato dall’energia solare, diminuisce la propria densità e dunque comincia a salire verso l’alto, fino a raggiungere il serbatoio dove è contenuta l’acqua, riscaldandola.

Gli impianti solari termici a circolazione naturale sono di piccole dimensioni e più appropriati per la sola produzione di acqua calda sanitaria. L’impianto solare termico a circolazione forzata presenta invece un serbatoio di accumulo dell’acqua esterno, situato in un apposito vano tecnico, distanziato dal collettore solare e collegato per mezzo di tubazioni. In questo caso il fluido termovettore, per poter circolare, ha bisogno della “spinta” di una pompa elettrica di ricircolo controllata da una centralina di comando. A differenza degli impianti a circolazione naturale, l’impianto solare termico forzato è di taglia medio-grande ed è adoperato, oltre che per la produzione di acqua calda sanitaria, anche per l’acqua destinata per il riscaldamento degli ambienti.

Ancora, i sistemi a circolazione naturale richiedono un serbatoio di accumulo, spesso allineato al collettore, e sfruttano la convezione naturale per far circolare l’acqua. In modo naturale, senza bisogno dell’uso di pompe o regolatori e senza consumare energia elettrica, il fluido freddo contenuto nel serbatoio prende il posto di quello che era presente nel pannello, ricominciando così la circolazione. Richiede un investimento economico minore rispetto ai sistemi a circolazione forzata; è particolarmente versatile e si adatta con facilità a diverse tipologie di abitazioni, assicurando un ingombro ridotto e una semplice installazione; non necessita di alcun collegamento elettrico, poiché il funzionamento si attiva con la sola energia del sole; richiede una minima manutenzione ed è destinato a durare a lungo nel tempo; impiega l'energia rinnovabile del sole per la produzione di acqua calda sanitaria; permette di beneficiare delle agevolazioni previste da Ecobonus e Conto Termico 3.0.

Funzionamento tecnico e scelte di progetto

Il pannello solare termico a circolazione naturale sfrutta l’energia gratuita del sole per riscaldare l’acqua sanitaria, in modo semplice, sostenibile e senza l’uso di energia elettrica. Questo sistema può avere un serbatoio di accumulo esterno, come nel caso dei Sistemi FREE di Pleion, oppure integrato, come nel caso dell’innovativo pannello solare EGO. Come funziona un pannello solare termico a circolazione naturale? Un pannello solare termico a circolazione naturale sfrutta il principio fisico della convezione naturale: l'acqua riscaldata dal sole si muove verso l'alto all’interno del collettore (sistemi EGO di Pleion) oppure raggiunge il serbatoio di accumulo posto sopra il collettore (sistemi Free), senza l’ausilio di pompe o dispositivi meccanici. Contemporaneamente, l’acqua fredda, più pesante, scende mantenendo la circolazione. Questo processo è chiamato circolazione naturale. I pannelli solari a circolazione naturale sono particolarmente adatti per le abitazioni unifamiliari e le seconde case, grazie alla sua semplicità e affidabilità.

Quando conviene un pannello solare a circolazione naturale? Il pannello solare termico a circolazione naturale è indicato in particolare per: Abitazioni in zone soleggiate; Località con clima mite o caldo tutto l’anno; Strutture residenziali senza grandi consumi o impianti di riscaldamento centralizzati; Utenze che vogliono ridurre al minimo l’impatto energetico e i costi. In climi freddi, il solare termico a circolazione naturale può essere meno efficiente: in tal caso si consiglia un sistema forzato o l’uso di protezioni contro le gelate.

Perché conviene un pannello solare termico a circolazione naturale? Montaggio semplice e veloce; Il sistema è composto da pochi elementi pre-assemblati (collettore ed eventuale serbatoio) e non richiede collegamenti elettrici o centraline complesse. L’installazione può avvenire in poco tempo anche su tetti già esistenti. Nessun consumo di elettricità; L’acqua si muove naturalmente grazie al calore del sole, senza bisogno di pompe o regolatori alimentati a corrente. Questo rende il sistema ideale anche in assenza di rete elettrica o in zone isolate. Minori costi iniziali rispetto ai sistemi forzati; L’assenza di componenti elettrici e di controllo abbassa sensibilmente i costi di acquisto e installazione. È una soluzione economica ma efficiente. Rischio di guasti ridotto al minimo; Meno componenti = meno possibilità che qualcosa si rompa. Il sistema è essenziale e robusto, con pochissima manutenzione richiesta. Bassi costi di gestione e manutenzione; Non essendoci pompe, centraline o elettronica da verificare, la manutenzione è limitata al controllo periodico del serbatoio e dei collegamenti idraulici. I costi operativi annui sono quasi nulli. Indipendenza energetica; Funzionando esclusivamente grazie al sole, il sistema è completamente autosufficiente. Riduce la dipendenza da energia elettrica o gas, migliorando la sostenibilità domestica.

Qual è la circolazione migliore per un impianto solare termico, naturale o forzata? Entrambi i sistemi sfruttano l’energia solare per produrre acqua calda, ma si differenziano per struttura, funzionamento e prestazioni. Sistema a circolazione forzata utilizza una pompa elettrica per spostare il fluido termovettore dai collettori al serbatoio. Le sue caratteristiche principali sono: struttura complessa, possibilità di integrarli al riscaldamento ambienti, alta efficienza, costo più elevato. Sistema a circolazione naturale Sfrutta la convezione naturale, è semplice e autonomo, più economico, ma meno efficiente in climi freddi. La scelta dipende da esigenze personali, clima e budget. Il sistema naturale è ideale per chi cerca semplicità e risparmio, mentre quello forzato garantisce prestazioni superiori in ogni stagione.

Soluzioni Pleion e incentivi

Scopri di più sulle differenze tra l’impianto solare termico a circolazione naturale e quello a circolazione forzata. Pleion offre soluzioni per il solare termico a circolazione naturale, progettate per garantire massima efficienza e durata. Tra i prodotti di punta: Sistemi EGO ed EGO Prime: innovativi pannelli ALL-IN-ONE in cui l’acqua sanitaria è contenuta direttamente all’interno del collettore. Questi pannelli a circolazione naturale non necessitano di un serbatoio esterno, ma possono essere integrati con il tubo opzionale SOLARBANK per aumentarne la capacità. Sistemi Free: questi sistemi combinano collettori solari ad alte prestazioni con boiler da 150-200-300 lt integrati, offrendo una soluzione compatta e facile da installare. La configurazione proposta riduce l'ingombro e garantisce un funzionamento efficiente, ideale per chi cerca un impianto solare termico pratico e performante. Questi prodotti sono progettati per offrire un'alta efficienza energetica, facilità di installazione e un design che si integra armoniosamente con l'estetica dell'abitazione. Questi sono solo alcuni dei numerosi pannelli a circolazione naturale di Pleion.

Il pannello solare a circolazione naturale è possibile acquistare con incentivi: Ristrutturazione Edilizia detrazione 50% in 10 rate; Efficientamento Energetico detrazione 65% in 10 anni; Conto Termico: bonifico per installazione in abitazione ante 2012. Oggi si spiega il funzionamento di un impianto solare termico a circolazione forzata e quando è conveniente installarlo rispetto a uno a circolazione naturale. L’utilizzo del calore prodotto dal sole è certamente il sistema più economico per il riscaldamento dell’acqua sanitaria e per l'integrazione del calore delle abitazioni. A differenza degli impianti a circolazione naturale, un sistema a circolazione forzata con bollitore doppia serpentina permette anche l'integrazione con il sistema di riscaldamento trazionale. È bene considerare che un sistema solare termico a circolazione forzata è comunque in grado di fornire acqua calda sanitaria, ma con lo stesso bollitore riesce ad integrare il sistema di riscaldamento ed è molto consigliato se si vuole integrare la produzione di altri dispositivi come una pompa di calore, una caldaia o un generatore a biomasse.

A cosa serve un impianto solare termico a circolazione forzata? Questo tipo di impianto può essere utilizzato sia per la produzione di acqua calda sanitaria che per il riscaldamento. Per il secondo utilizzo si può integrare con qualsiasi sistema di riscaldamento, che siano termosifoni, ventilconvettori o riscaldamento a pavimento o soffitto. Il risparmio maggiore si avrà soprattutto nel caso di impianti a pavimento, che lavorano a bassa temperatura e possono essere alimentati quasi esclusivamente dall’impianto solare. Nel periodo invernale, l’impianto forzato fornirà una percentuale variabile di calore e sarà integrato con eventuale caldaia o pompa di calore. Il sistema è idoneo anche ad essere integrato con termocamini di tipo idro.

Il solare termico a circolazione forzata è un impianto più complesso di quello a circolazione naturale perché richiede l’utilizzo di alcuni componenti in più. E mentre i sistemi FP-TECH a circolazione naturale possono essere installati anche in fai da te, questo sistema necessita di competenze specifiche. Nel sistema FP-TECH a circolazione forzata, il serbatoio di accumulo è separato dai pannelli solari e posto in locale tecnico, spesso in posizione inferiore. Si usano serbatoi di accumulo “a più serpentine”, ognuna collegata a un generatore diverso di acqua calda. Tutti insieme costituiscono un “sistema integrato Automatizzato” per cui l’utente utilizza sempre il generatore più efficiente al momento. Il nostro impianto standard da 250 litri permette l'integrazione con la maggior parte delle abitazioni, tipicamente 100-150 mq, ma è utilizzabile anche su case più grandi.

Vantaggi economici e ambientali

I vantaggi economici si consolidano con l’uso dell’energia solare: risparmio notevole, ammortamento rapido dei costi iniziali, e incentivi fiscali o conti termici che ne aumentano il valore economico. Solare è anche ecologia: produrre acqua calda sfruttando l’energia solare contribuisce al risparmio energetico globale e riduce l’uso di combustibili fossili.

Immagine di funzionamento di circolazione naturale

Solare Termico - Circolazione Naturale VS Circolazione Forzata

In sintesi: scelta tra naturale e forzata

  • Impianti a circolazione naturale: semplicità, bassi costi iniziali, nessuna energia elettrica necessaria, adatti a climi miti e abitazioni unifamiliari.
  • Impianti a circolazione forzata: maggiore complessità, prezzo più elevato, maggiore efficienza e possibilità di integrazione con sistemi di riscaldamento e con pompa di calore o caldaia.

Qualunque sia la scelta, l’impianto solare termico rappresenta una soluzione efficiente e sostenibile per la produzione di acqua calda sanitaria e, se abbinato al riscaldamento, per l’abbattimento dei costi energetici complessivi.

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