FTV e SOLARE TERMICO


La tecnologia fotovoltaica (FTV) consente di sfruttare l'energia irradiata dal sole per produrre energia elettrica. Gli impianti fotovoltaici presentano i seguenti vantaggi:

  • non richiedono manutenzione
  • permettono di produrre elettricità secondo le proprie necessità
  • non necessitano di combustibili (perché si sfrutta la proprietà che hanno alcuni materiali semiconduttori di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa)
  • costano molto ma durano anche molto.

Un sistema fotovoltaico è costituito da:

  • 1. un generatore fotovoltaico - E' costituito da celle fotovoltaiche formate da fette di un materiale semiconduttore (silicio) che si costituiscono in moduli, quindi in pannelli, quindi in stringhe che, collegate in parallelo, costituiscono il generatore fotovoltaico. Sulla superficie delle celle si genera (quando la cella è esposta alla luce) un campo elettrico che, se collegato ad un utilizzatore, dà luogo ad una corrente elettrica continua.
  • 2. un sistema di condizionamento e controllo della potenza - E' costituito da un inverter che trasforma la corrente continua in corrente alternata ed è necessario in quanto la quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico non è costante ma varia al variare delle ore del giorno, delle stagioni, delle condizioni meteorologiche.
  • 3. un accumulatore di energia , necessario per rendere autonomo il sistema, data la variabilità della fonte solare.

La dimensione di un impianto fotovoltaico è funzione dell'energia richiesta. Questa determina la potenza da installare, il numero dei moduli, il costo del sistema ecc. Il sistema richiede un grosso capitale iniziale che viene poi però neutralizzato grazie alle basse spese di mantenimento, al risparmio sui combustibili fossili e agli indubbi benefici ambientali. Facendo il calcolo sul costo al chilowattora l'energia fotovoltaica è più cara rispetto a quella ottenuta con combustibili fossili ma diventa conveniente quando intervengono finanziamenti da parte dello Stato (Programma Nazionale Tetti Fotovoltaici).
Tra gli impianti fotovoltaici si distinguono varie tipologie:

  • I sistemi isolati : non collegati alla rete elettrica, generano una corrente continua e vengono utilizzati per il pompaggio dell'acqua, per sistemi di illuminazione, per apparecchi di refrigerazione ecc.
  • I sistemi collegati alla rete : sono collegati alla rete elettrica che supplisce nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non è in grado di produrre l'energia necessaria e, viceversa, il surplus prodotto viene trasferito alla rete. Questi impianti vengono spesso installati sui tetti o sulle facciate degli edifici (vi è la possibilità di integrare i moduli fotovoltaici nelle architetture e di trasformarli in componenti edili).


Gli impianti solari termici sono dispositivi che permettono di catturare l'energia solare, immagazzinarla e usarla nelle maniere più svariate, in particolare ai fini del riscaldamento dell'acqua corrente in sostituzione delle caldaie alimentate tramite gas naturale.

Nel caso si utilizzi il calore del Sole per produrre corrente tramite l'evaporazione di fluidi vettori che alimentano turbine collegate ad alternatori si parla di impianto solare termodinamico.

Un impianto solare termico è composto sempre almeno dalle seguenti unità:

  • uno o più collettori che cedono il calore del sole al fluido; ne esistono di vari tipi, dalla semplice lastra di rame percorsa da una serpentina e pitturata di vernice nera, al pannello selettivo trattato con biossido di titanio (TINOX), all'assorbitore sottovuoto. Nei primi due casi l'assorbitore è protetto da un vetro temperato, che può essere prismatico;
  • un serbatoio di accumulo del fluido.


Esistono quattro tipi di impianti:

  • a circolazione naturale: in questo tipo il fluido è l'acqua stessa che riscaldandosi sale per convezione in un serbatoio di accumulo (boiler), che deve essere posto più in alto del pannello, dal quale viene distribuito alle utenze domestiche; il circuito è aperto, in quanto l'acqua che viene consumata viene sostituita dall'afflusso esterno. Questo impianto ha per pregio la semplicità ma è caratterizzato da una elevata dispersione termica, a scapito della efficienza.
  • a circolazione forzata: un circuito composto dal pannello, una serpentina posta all'interno del boiler ed i tubi di raccordo. Una pompa, detta circolatore, permette la cessione del calore raccolto dal fluido, in questo caso glicole propilenico, simile al glicole etilenico (il liquido usato per i radiatori delle automobili), alla serpentina posta all'interno del boiler. Il circuito è notevolmente più complesso, dovendo prevedere un vaso di espansione, un controllo di temperatura ed altri componenti, ed ha un consumo elettrico dovuto alla pompa e alla centralina di controllo, ma ha una efficienza termica ben più elevata, visto che il boiler è posto all'interno e quindi meno soggetto a dispersione termica durante la notte o alle condizioni climatiche avverse.
  • a svuotamento: il sistema è analogo al quello a circolazione forzata, solo che l'impianto viene riempito e quindi usato solo quando è necessario o possibile. Se l'impianto ha raggiunto la temperatura desiderata, si svuota, oppure se manca il sole l'impianto non si riempie. questo permette anche di aumentare il numero dei collettori solari. Unico vincolo risiede nella necessità di avere una pendenza minima tra il collettore e il serbatoio di raccolta.
  • a concentrazione con inseguitore solare: in grado di concentrare i raggi solari in corrispondenza del fluido termoconduttore grazie ad una particolare forma parabolica.


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