Sotto un cielo di risorse

90 gradi centigradi. Questa è la temperatura alla quale può arrivare un tetto nelle ore di maggiore insolazione d’estate. Ed è naturale, quindi, che questa energia che ci arriva dal sole, chiamata per l’appunto solare termico, si provi da anni a sfruttarla. Il principio è semplice. Si pone sulla copertura dell’edificio un dispositivo in grado di captare, con la maggiore efficienza possibile, la radiazione termica proveniente dal sole, trasferendola a un liquido vettore per produrre acqua calda sanitaria, calore per il riscaldamento, per il raffrescamento e, come vedremo più avanti, anche per alcuni processi industriali. Sotto la definizione “solare termico” vengono considerate diverse tecnologie che vanno dalle più semplici, come tubi di plastica neri posti sul tetto per riscaldare una piccola piscina (soluzione, per esempio, utilizzata negli stabilimenti balneari che non necessitano di grande efficienza), ai più complessi captatori a concentrazione, in grado di arrivare a temperature di oltre 160 °C, passando per i captatori lineari a vuoto che sono in grado di garantire buone temperature anche in inverno. Le regole per una buona installazione del solare termico sono le stesse del fotovoltaico, tetto esposto a Sud e falda inclinata di circa 20 gradi sull’orizzonte, ma è possibile utilizzare anche altre soluzioni nel caso d’installazione su coperture orizzontali. Per quanto riguarda i sistemi domestici, oggi sono collaudati sia nelle tecnologie sia nelle prestazioni e consentono d’ottenere tra il 60 e l’80% dell’acqua calda sanitaria e tra il 25 e il 50% del fabbisogno termico per il riscaldamento, il tutto su base annuale. Ma se l’utilizzo domestico è consolidato e noto, non lo è altrettanto l’utilizzo da parte delle imprese.

Le aziende che possono utilizzare il solare termico sono tutte quelle che necessitano di calore di processo a bassa e media temperatura, dispongono di una copertura adeguata e di locali tecnici idonei nei quali predisporre dei sistemi d’accumulo. I caseifici, per esempio, possono utilizzare il solare termico per la pastorizzazione, il lavaggio e il preriscaldamento dell’acqua, mentre gli autolavaggi possono eliminare quasi del tutto l’utilizzo delle caldaie. L’essicazione delle derrate agricole e dei foraggi può avvenire grazie ai pannelli ad aria nei quali non è utilizzata l’acqua, come vettore energetico, ma l’aria, mentre il settore enologico può utilizzare il calore per il lavaggio e la sterilizzazione, oppure per ricavarne energia frigorifera per il raffrescamento.

Il lavaggio industriale che utilizza temperature inferiori ai 100 °C può impiegare il solare termico così come tutto il settore terziario che ha grandi esigenze di riscaldamento e raffrescamento, come del resto gli edifici industriali.

Le tipologie di sistemi solari termici sono tre. Due sono quelle classiche nelle quali i pannelli solari sono di tipo tradizionale, con tubazioni più o meno efficienti a seconda anche del costo. Si differenziano tra di loro sulla modalità di circolazione del fluido che può essere forzata o naturale, mentre il sistema può essere aperto – ossia l’acqua che si consuma è la stessa che circola nel sistema pannello-serbatoio d’accumulo – oppure chiuso, dove il fluido termovettore cede il calore all’acqua tramite uno scambiatore di calore posto all’interno del serbatoio d’accumulo.

La terza tipologia è quella, per ora meno diffusa, che si basa su un concentratore parabolico che insegue il Sole e concentra la radiazione solare su un tubo captatore nel quale si raggiungono temperature tra i 160 e i 250 °C e il cui calore viene scambiato con l’acqua all’interno del serbatoio. Si tratta di soluzioni che, per ora, non hanno ancora una grande diffusione per ragioni essenzialmente di costi e verso le quali c’è ancora diffidenza da parte degli utenti finali, in quanto non si conoscono né la durata né il mantenimento del grado d’efficienza nel tempo e anche i costi di manutenzione, che sono indubbiamente più alti viste le temperature in gioco e la presenza di parti in movimento.

Però si tratta di sistemi che garantiscono un’efficienza più elevata e che potrebbero trovare sicure applicazioni nei settori industriali e nel terziario.

Per quanto riguarda gli incentivi, il solare termico può usufruirne in connessione con gli interventi di risparmio ed efficienza energetica che sono: gli incentivi previsti dal DM 28 dicembre 2012 che introduce il “Conto energia termico”, i Titoli di Efficienza Energetica (TEE), più conosciuti come Certificati Bianchi e le agevolazioni fiscali per il risparmio energetico che oggi sono al 65%. Si tratta di incentivi e agevolazioni che spesso non si possono sommare tra di loro, per cui è necessario scegliere quelli più consoni alla tipologia d’impianto che si vuole installare.

E non si pensi che il solare termico sia una tecnologia sulla quale non siano possibili miglioramenti. Prima di tutto un grande lavoro è stato fatto sulle economie di scala, come per esempio con il solare a concentrazione, i cui costi sono scesi in pochi anni del 50%, ma oltre a ciò si può fare ancora molto sul fronte dell’efficienza nella captazione della radiazione solare, sul fronte della durata e dell’accumulo.

Nuovi materiali e maggiore ingegnerizzazione degli impianti, uniti a una standardizzazione sempre più spinta della componentistica, saranno i punti cardine sui quali si giocherà la partita del solare termico nei prossimi anni. Un esempio per tutti: un considerevole aumento nell’efficienza dei tubi per la captazione della radiazione solare nei sistemi a concentrazione si è avuto grazie a un brevetto per la deposizione dei film sottili per il fotovoltaico. Ciò la dice lunga su come l’innovazione sui nuovi materiali e sulle tecnologie sia in realtà trasversale, specialmente quando si parla di energie rinnovabili.

2050

Una riserva di energia
Il solare termico sarà in grado nel 2050 di fornire oltre il 20% del calore per utilizzi industriali al di sotto dei 120 °C nel mondo. Questa la stima fatta dall’Agenzia Internazionale per l’Energia (Iea) all’interno della sua Road Map sulle tecnologie per il riscaldamento e il raffreddamento. Se la percentuale dice poco, sappiate che parliamo di 3.200 GW termici, ossia di una potenza termica pari a quella di oltre 500 reattori nucleari EPR, più di tutta la potenza installata oggi. E il tutto senza produrre né radiazioni, né anidride carbonica. Si tratta di una tecnologia nella quale l’Europa potrebbe farla da padrona visto che possiede tecnologie per il calore di processo mature e che esporta, come nel caso dell’Arabia Saudita e del Cile, dove i sistemi europei sono essenziali per due impianti, rispettivamente da 25 e 26 MWth, in costruzione. Tutto ciò nonostante nel Settimo programma quadro europeo, sezione energia, in via di chiusura visto che sta partendo l’Ottavo programma quadro, sia stato dedicato al solare termico solo l’8% dei fondi per la ricerca.

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