Una breve analisi dei vantaggi e degli svantaggi degli scaldacqua solari piani

Una breve analisi dei vantaggi e degli svantaggi degli scaldacqua solari a piastra piana

Gli scaldacqua solari a piastra piana sfruttano la luce solare che colpisce la superficie di un collettore, attraversa una copertura trasparente e viene proiettata su una piastra termoassorbente. Il calore generato dalla radiazione solare viene assorbito in modo efficiente da un rivestimento a pellicola blu o nera ad alto potere assorbente e bassa emissività, convertendolo in energia termica. Questa energia viene quindi trasferita a un mezzo termovettore. Un collettore solare a piastra piana è costituito da quattro componenti principali: una piastra termoassorbente, una copertura trasparente, uno strato isolante e un guscio esterno. Una pompa dell'acqua trasferisce il fluido di lavoro riscaldato attraverso un tubo di circolazione all'acqua di raffreddamento tramite una serpentina di scambio termico, aumentandone costantemente la temperatura. L'acqua riscaldata viene quindi immagazzinata in un serbatoio coibentato.

Quali sono quindi i vantaggi e gli svantaggi dei collettori solari piani?

Vantaggi degli scaldacqua solari a piastra piana:

1. Gli scaldacqua solari a piastra piana sono ideali per l'integrazione edilizia. Grazie al loro design piatto, gli scaldacqua solari a piastra piana non hanno limiti di forma o dimensioni, offrendo opzioni di progettazione flessibili e facilitando l'integrazione con i componenti edilizi. Inoltre, le loro piastre collettrici metalliche ne facilitano l'installazione e la manutenzione.

2. La loro efficienza termica è molto elevata. A differenza dei tubi a vuoto, i collettori solari piani non presentano fessure; sono superfici continue. Quando esposti alla luce solare, l'intera superficie del collettore riceve la luce solare. Pertanto, a parità di area illuminata e intensità di luce solare, l'efficienza media giornaliera degli scaldacqua solari piani è superiore di oltre il 6% rispetto a quella dei tubi a vuoto.

3. Gli scaldacqua solari a piastra piana hanno un'eccellente resistenza alla pressione. La piastra di assorbimento del calore di un collettore solare a piastra piana è realizzata in metallo e anche il collegamento tra il collettore e il serbatoio dell'acqua utilizza parti metalliche. Pertanto, può resistere alla pressione dell'acqua del rubinetto e delle pompe di circolazione.

4. Le sue prestazioni sono anche molto stabili. In grandi strutture come hotel, piscine e fabbriche, l'uso di scaldacqua solari richiede un gran numero di collettori solari per formare un sistema di approvvigionamento idrico su larga scala. Gli scaldacqua solari a tubi sottovuoto utilizzano componenti in gomma e plastica per i collegamenti, che possono essere molto instabili. Al contrario, i collettori solari piani utilizzano il metallo per collegare il collettore al sistema, il che garantisce un sistema molto stabile.

Schema della struttura del collettore solare piano:

Svantaggi dei collettori solari piani:

1. Sono più adatti all'uso in aree non soggette a gelo, altrimenti potrebbero comunque congelare in inverno. Poiché il nucleo dei pannelli solari piani non è riempito sotto vuoto, anche se riempito con isolante, l'isolamento non è comunque molto efficace. Rispetto ai sistemi solari a tubi sottovuoto, dissipano il calore più velocemente e più fresco in inverno, quando le temperature esterne sono più basse. Sebbene l'utilizzo del riscaldamento secondario risolva il problema dell'inutilizzabilità invernale, aggiunge anche un passaggio intermedio, con conseguente perdita di calore.

2. Soffrono di una certa perdita di calore. Poiché il nucleo dei pannelli solari piani non è riempito sotto vuoto e, combinato con le apparecchiature associate, l'isolamento non è molto buono, dissipano il calore più velocemente in inverno rispetto ai sistemi solari a tubi sottovuoto.

Diagramma schematico operativo dello scaldacqua solare a piastra piatta:

Infatti, tra i prodotti solari integrati negli edifici, i sistemi solari piani commerciali per il riscaldamento dell'acqua offrono sia sicurezza che prestazioni eccellenti.

Sebbene i collettori solari piani presentino notevoli vantaggi e svantaggi rispetto ai sistemi di riscaldamento solare dell'acqua con tubi sottovuoto, questi ultimi presentano svantaggi quali la rottura dei tubi e la mancanza di pressione quando integrati in edifici alti.

I collettori solari piani sono i componenti principali per la raccolta del calore nei sistemi di riscaldamento solare dell'acqua a piastra piana di tipo split, e le loro prestazioni influiscono direttamente sull'efficienza energetica dell'intero sistema. Migliorare le prestazioni termiche degli scaldacqua solari piani non solo massimizza l'utilizzo dell'energia solare, ma aumenta anche l'affidabilità del collettore. L'isolamento termico e l'assorbanza dell'assorbitore sono due fattori chiave che influenzano le prestazioni termiche dei collettori solari piani. L'assorbanza dei materiali di rivestimento degli assorbitori esistenti ha generalmente raggiunto livelli superiori a 0,92, lasciando un margine di miglioramento limitato. Pertanto, migliorare l'isolamento termico dei collettori solari piani è un fattore chiave per migliorarne le prestazioni termiche.