Sistemi di riscaldamento solare dell'acqua a piastra piana: una stella nascente nel mercato globale delle energie rinnovabili

Introduzione: una nuova ondata nel riscaldamento dell'acqua

Mentre il mondo accelera la transizione verso l'energia pulita, una tecnologia unica sta gradualmente emergendo nei paesi sviluppati e nei mercati emergenti: gli scaldacqua solari a piastra piana BTE. In passato, questo tipo di dispositivo è stato spesso messo in ombra dagli scaldacqua elettrici e a gas, ma ora è sempre più considerato da un numero sempre maggiore di famiglie, istituzioni commerciali e strutture pubbliche come una soluzione innovativa per ridurre i costi energetici e al contempo raggiungere la neutralità carbonica. 

Questo articolo, basato sui punti di vista degli esperti del settore, sui dati di mercato più recenti e sul feedback degli utenti finali, fornisce un'interpretazione approfondita del principio di funzionamento, della struttura tecnica, delle difficoltà applicative, dei vantaggi e delle applicazioni tipiche degli scaldacqua solari a piastra piana.

Cos'è uno scaldacqua solare a piastra piana? 

Gli scaldacqua solari piani sono dispositivi a energia rinnovabile che riscaldano l'acqua sfruttando la radiazione solare. Sono costituiti principalmente da due parti principali:

1. Collettori piani: solitamente installati sui tetti o in aree aperte, raccolgono energia assorbendo l'energia solare e convertendola in calore. La loro struttura è generalmente composta da uno strato assorbente scuro, una piastra di copertura trasparente, uno strato isolante e un involucro metallico, ottenendo così un'efficiente cattura del calore.

2. Serbatoio di accumulo dell'acqua indipendente: a differenza dei dispositivi integrati compatti, il serbatoio di accumulo dell'acqua di un sistema split è solitamente posizionato separatamente all'interno o a terra. Ciò non solo riduce il carico sul tetto, ma impedisce anche che il serbatoio di accumulo dell'acqua sia esposto direttamente alle intemperie e venga danneggiato. 

Il principio di funzionamento del sistema si basa sul trasferimento di calore: il fluido circolante (acqua o antigelo) assorbe energia nel collettore e poi trasferisce il calore al serbatoio di accumulo dell'acqua ben isolato per fornire acqua calda sanitaria.

Progettazione scientifica di collettori a piastra piana

I collettori piani sono rinomati per la loro elevata efficienza e durata. Le loro strutture principali includono:

1. Strato assorbente: la superficie è rivestita con un rivestimento selettivo per assorbire al massimo la radiazione solare e ridurre al minimo la perdita di calore.

2. Piastra di copertura trasparente: lo strato di copertura in vetro o polimero può ridurre efficacemente la perdita di energia causata da convezione e radiazione.

3. Materiale isolante: riduce la dispersione di calore dal retro e dai lati.

4. Sistema di tubazioni: per trasportare il fluido riscaldato al serbatoio di stoccaggio dell'acqua vengono solitamente utilizzati tubi in rame o alluminio.

In condizioni di funzionamento normale, questo sistema può riscaldare l'acqua fino a 60-80 °C (140-176 °F) e, anche in condizioni di luce solare moderata, può soddisfare il fabbisogno giornaliero di acqua calda, con una gamma molto ampia di applicazioni.

I difetti degli scaldabagni tradizionali

Per comprendere i vantaggi degli scaldacqua solari, è necessario innanzitutto riconoscere gli svantaggi dei metodi di riscaldamento tradizionali 

1. Elevati costi di esercizio - Gli scaldabagni elettrici e a gas rappresentano spesso la maggior parte della spesa energetica mensile di una famiglia. In alcune zone, il consumo di acqua calda può raggiungere il 30% del consumo energetico totale della famiglia.

2. Dipendenza da risorse limitate - Gli scaldabagni a gas dipendono fortemente dai combustibili fossili e sono notevolmente influenzati dalle fluttuazioni dei prezzi e dalle situazioni internazionali.

3. Gravi emissioni di carbonio: i metodi di riscaldamento tradizionali producono una grande quantità di anidride carbonica e sono un importante fattore di cambiamento climatico.

4. Durata di vita limitata: molti scaldabagni elettrici vengono rottamati entro 5-7 anni a causa di corrosione, incrostazioni o ridotta efficienza energetica.

Gli scaldacqua solari a piastra divisa risolvono direttamente questi problemi e offrono un'alternativa più duratura ed ecologica.

Il vantaggio principale del sistema split a pannello piatto 

1. Risparmio energetico: a seconda delle condizioni di luce solare locale, gli utenti possono ridurre le spese per l'acqua calda dal 50% all'80% all'anno.

2. Ridurre le emissioni di carbonio: ogni set di apparecchiature può compensare da 1 a 3 tonnellate di emissioni di anidride carbonica all'anno, rendendolo particolarmente adatto ai consumatori attenti all'ambiente.

3. Struttura robusta: rispetto ai sistemi a tubi sottovuoto, i collettori piani hanno meno componenti e sono più in grado di resistere a condizioni meteorologiche avverse come vento e grandine.

4. Installazione flessibile: il serbatoio di accumulo dell'acqua non è più fissato al tetto, il che non solo riduce il carico sull'edificio, ma consente anche un design esteticamente più gradevole.

5. Supporto politico - In molti paesi, gli utenti che installano sistemi di riscaldamento solare dell'acqua possono usufruire di agevolazioni fiscali, sussidi o certificazioni verdi.

Tendenza di sviluppo del mercato 

Il settore degli scaldacqua solari è in rapida espansione. Secondo le ultime statistiche dell'Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA), entro il 2023 la capacità installata cumulativa di impianti solari termici a livello globale avrà superato i 500 gigawatt (GWth), con una quota significativa dei prodotti a piastra piana. 

L'Europa rimane il principale mercato applicativo. In un contesto di aumento dei prezzi dell'energia e di problemi climatici sempre più gravi, gli scaldacqua solari piani vengono gradualmente considerati un "investimento stabile e a lungo termine". Non solo possono aiutare gli utenti a ridurre le bollette energetiche a breve termine, ma continueranno anche ad avere un impatto positivo sulla società e sull'ambiente nei prossimi decenni.

Profilo aziendale BTE:

Soletks Group-BTE è un gruppo industriale high-tech con una catena industriale completa di soluzioni complete per l'utilizzo dell'energia solare. Negli ultimi anni, ha sviluppato vigorosamente un'attività alternativa di energia pulita basata sull'energia solare. Le sue filiali includono Dezhou Jinheng New Energy Co., Ltd., Shandong Feitian New Energy Co., Ltd., Shandong Soletks Solar Technology Co., Ltd., Dezhou BTE Co., Ltd., Shandong Shenggao Thermal Power Co., Ltd. e Dezhou Jinnaier New Material Technology Co., Ltd., Zhongye Energy (Beijing) Co., Ltd., Tibet Soletks Energy Technology Co., Ltd., ecc. Grazie alla specializzazione e alla tecnologia, Soletks Group ha raggiunto un tasso di crescita composto continuo dell'88% negli ultimi 10 anni e un aumento di 192 volte. Il Gruppo Soletks ha consolidato i propri vantaggi nella ricerca e sviluppo della tecnologia di base, nel marchio, nel mercato, nel team, nella gestione, ecc. Dispone di canali di vendita e assistenza che coprono il mercato globale e i suoi prodotti vengono esportati in molti paesi e regioni. La produzione annua di collettori solari a pannello piano è di 3 GWt (600.000 metri quadrati), classificandosi al terzo posto al mondo per tre anni consecutivi dal 2017 al 2019 e al secondo posto al mondo dal 2020 al 2021.

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BTE è un'organizzazione innovativa con un centro di ricerca e sviluppo tecnologico, responsabile della progettazione di sistemi di rivestimento sotto vuoto, della progettazione di pellicole, della progettazione di collettori, della progettazione integrata di edifici solari e di altre attività di ricerca e sviluppo. Padroneggia e utilizza in modo flessibile metodi e competenze innovative avanzate, partecipa a competizioni internazionali di innovazione di mercato e coltiva team di ricerca e sviluppo. Con l'ausilio delle risorse di ricerca e sviluppo dell'Accademia cinese delle scienze, ha applicato la matematica e la fisica per uno sviluppo sistematico, ha sviluppato numerosi esempi di ingegneria CAE (elementi finiti), ha utilizzato metodi CAE per risolvere problemi tecnici in attività di ricerca e sviluppo reali e ha analizzato problemi di fisica reale con metodi matematici. Ad esempio, utilizzando l'analisi meccanica agli elementi finiti della struttura meccanica, l'analisi agli elementi finiti dei fluidi della distribuzione dell'atmosfera nel sistema di sputtering sotto vuoto, l'analisi agli elementi finiti del campo magnetico della struttura del bersaglio (sorgente/catodo di sputtering), l'analisi agli elementi finiti ottici della struttura del film, l'analisi agli elementi finiti del trasferimento di calore dell'efficienza termica del collettore. Il lavoro di ricerca e sviluppo è stato dirompentemente innovativo, il ciclo di ricerca e sviluppo è stato abbreviato e i costi di ricerca e sviluppo sono stati ridotti. In termini di sviluppo di processi, sviluppo di attrezzature e sviluppo di prodotti, l'intento di progettazione del prodotto può essere realizzato.

L'azienda possiede l'esperienza e la capacità di progettare, produrre e integrare autonomamente linee di produzione di rivestimenti selettivi in ​​cermet per applicazioni solari mediante magnetron sputtering su larga scala, con lo stesso livello tecnologico dei paesi sviluppati. Dispone inoltre di un know-how che consente di progettare e preparare rivestimenti compositi composti da materiali di diversi spessori e composizioni su scala nanometrica, per ottenere assorbimento, trasmissione e riflessione selettivi in ​​diverse bande dello spettro.

L'influenza della velocità di flusso del fluido di lavoro nel canale di flusso del collettore sul flusso

BTE pratica lo "spirito artigianale", punta alla perfezione, impara costantemente, pensa e innova. Dal punto di vista dell'integrazione delle risorse e dello sviluppo economico sostenibile, mira a costruire una base manifatturiera intelligente ed eccellente a livello globale per l'energia pulita. Attraverso i nostri prodotti e servizi, contribuiremo a un sole più luminoso, un'aria più fresca e proteggeremo le acque cristalline e le montagne lussureggianti, contribuendo al picco di carbonio nel 2030 e alla neutralità carbonica nel 2060!