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IL COLLETTORE SOLARE

Il collettore è costituito dai seguenti elementi fondamentali: copertura trasparente costituita da una o più lastre di vetro  (resistente alla grandine e calpestabile) o di plastica posta al disopra della piastra assorbente per ridurre gli scambi termici convettivi e radiativi tra la piastra e l’atmosfera; piastra assorbente nera che provvede ad assorbire la radiazione ed a trasferire l’energia raccolta da un fluido termovettore; isolamento termico per ridurre al minimo le perdite per conduzione della piastra. Involucro di forma parallelepipeda con funzione di contenimento e di protezione da polvere, umidità, ed agenti atmosferici.
La funzione essenziale di un collettore è quella di trasformare l’energia radiante del sole in energia termica del fluido che scorre all’interno dei tubi; il bilancio termico è il seguente:

IbAc(ta)=Qa=Qu+Qp+Qacc

Ib

è l’intensità della radiazione solare globale incidente sul piano del collettore (W / m²).

(ta)

è chiamato prodotto effettivo trasmissività-assorbimento.

Ac

è l’area del collettore (m²).

Qa

è la potenza termica assorbita dalla piastra (W).

Qu

è la potenza termica utile trasferita al fluido termovettore (W).

Qp

è la potenza perduta dal collettore verso l’esterno (W).

Qacc

è l’energia termica accumulata dal collettore nell’unità di tempo (W), nulla in condizioni di regime stazionario.

Tipologia di collettore

La classificazione dei sistemi avviene sia in base alla temperatura del fluido scaldato (sia esso aria, acqua o altro), che in base alla tipologia d’impianto, ed alla modalità di scambio di calore.

I collettori a bassa temperatura si dividono tra attivi e passivi, ossia tra sistemi che includono elementi costruttivi specifici quali il collettore solare, i sistemi di circolazione e controllo, e quelli che sfruttano elementi architettonici per immagazzinare l’energia del sole. Un’altra classificazione è tra sistemi aperti e chiusi, ossia sistemi in cui il fluido scaldato è chiuso in circuito e utilizzato per trasferimento del calore, oppure sistemi in cui ciò che viene scaldato è direttamente l’acqua o l’aria che interessa portare ad una temperatura maggiore.
I principali tipi di collettore presenti in Italia sono:

  • vetrati piani (molto comuni, di costo medio, versatili);
  • non vetrati (solo per uso estivo, generalmente piscine o impianti balneari, molto economici);
  • sottovuoto (ad alta efficienza, più costosi, ma ben utilizzabili tutto l’arco dell’anno);
  • ad accumulo integrato (ben utilizzabili in zone a clima mite, abbassano i costi dell’impianto).



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