ENERGIA TERMICA SOLARE

ENERGIA TERMICA SOLARE

L’energia solare termica è una tecnologia utilizzata per sfruttare la luce solare a beneficio degli esseri umani.

L’energia del sole può essere utilizzata in due modi:  l’energia solare termica  per riscaldare l’acqua e l’energia solare fotovoltaica per produrre elettricità.

SOLARE ENERGIA TERMICA

L’energia termica solare ci consente di riscaldare l’acqua e riscaldare le case, questa tecnologia solare è pulita, rinnovabile ea basso costo.

Uno degli svantaggi di questo sistema è che i giorni nuvolosi, luviosos o bassa temperatura non è così efficiente, di conseguenza abbiamo bisogno di un altro tipo di sistemi di backup per avere sempre acqua calda.

Cos’è l’energia solare termica?

L’energia solare termica consiste nell’uso dell’energia proveniente dal Sole per trasferirla in un mezzo che trasporta calore, generalmente acqua o aria

Il calore solare, chiamato anche energia solare termica, descrive la conversione dell’energia solare in calore tecnicamente utilizzabile. Ad esempio, uno scambiatore di calore sul tetto e l’accumulo di calore in una casa possono aiutare con l’acqua calda.

 

Come viene prodotta l’energia solare termica?

La tecnologia del  solare termico  utilizza l’energia del sole, invece di combustibili fossili per produrre energia termica costo ecologico e basso.

Questa energia viene utilizzata per riscaldare l’acqua o altri fluidi e può anche alimentare sistemi di raffreddamento solare.

I sistemi solari termici differiscono dai sistemi solari fotovoltaici (PV), che generano elettricità anziché calore.

 

Cos’è un collettore solare e come funziona?

Un  collettore solare  è un dispositivo che trasforma la radiazione solare dal sole in calore, che viene poi trasferita in un piccolo liquido.

Questi dispositivi sono utilizzati principalmente per il riscaldamento solare attivo e consentono il riscaldamento dell’acqua per uso personale. Questi collettori sono generalmente montati sul tetto e devono essere molto resistenti in quanto esposti a una varietà di condizioni climatiche differenti. 

L’uso di questi collettori solari fornisce un’alternativa al riscaldamento dell’acqua domestica tradizionale con uno scaldacqua, che può ridurre i costi energetici nel tempo.

Oltre agli ambienti domestici, un gran numero di questi collettori può essere combinato in una matrice e utilizzato per generare elettricità nelle centrali solari termiche.

operazione

  1. I collettori solari termici (pannelli) in un tetto, una struttura ombra o altro luogo assorbono l’energia solare.
  2. Il fluido solare che circola attraverso i collettori attraverso una pompa a bassa energia fornisce calore a un serbatoio di stoccaggio dell’acqua.
  3. Quando gli utenti hanno bisogno di acqua calda, l’acqua riscaldata dal sole nel serbatoio di stoccaggio pre-alimenta il sistema di riscaldamento dell’acqua primaria.
  4. Quando è pre-alimentato con acqua calda solare, la caldaia o lo scaldacqua non si attiveranno o si attiveranno per meno tempo rispetto a quando non ci fosse un sistema di acqua calda solare.
  5. Ogni mese, i proprietari di edifici pagano una bolletta energetica più bassa per riscaldare l’acqua.

I sistemi di riscaldamento solare dell’acqua (noti come sistemi solari termici) catturano il calore del sole e lo usano per riscaldare l’acqua per l’uso in casa. È un processo semplice:

  • i pannelli sul tetto assorbono il calore del sole; sono conosciuti come il collezionista
  • l’acqua nei pannelli è riscaldata
  • questa acqua calda viene pompata attraverso una bobina nel suo cilindro
  • che trasferisce il calore all’acqua nel cilindro

Cos’è un collettore solare a piastre piatte?

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I collettori solari termici a piastre piatte rappresentano il tipo più comune di collettore solare. La sua costruzione e il suo funzionamento sono semplici.

  •    Una grande piastra di materiale annerito è orientata in modo tale che l’energia solare che cade sulla piastra viene assorbita e convertita in energia termica, riscaldando così la piastra.
  • Tubi o condotti sono forniti per rimuovere il calore dalla piastra, trasferendolo a un liquido o gas e portandolo al carico.
  • Una (o più) lastre trasparenti (vetro o plastica) sono spesso poste davanti alla piastra di assorbimento per ridurre la perdita di calore nell’atmosfera.
  • Allo stesso modo, l’opaco isolamento è posizionato attorno alla parte posteriore della piastra di assorbimento per lo stesso scopo. Le temperature di esercizio fino a 125 ° C sono tipiche.

I collettori a piastre piatte hanno il vantaggio di assorbire non solo l’energia che proviene direttamente dal disco solare (normale irraggiamento del fascio) ma anche l’energia solare che si è diffusa nel cielo e che viene riflessa dal terreno.

Termici collettori piani sono tracciati raramente a seguire il percorso giornaliero del sole nel cielo, ma il suo montaggio fisso solito fornisce un’inclinazione verso il sud per minimizzare l’angolo tra i raggi del sole e la superficie a mezzogiorno. L’inclinazione dei collettori piani offre sud un più alto tasso di energia a mezzogiorno e l’energia totale per tutta la giornata

Cos’è un collettore solare a tubi sottovuoto?

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Il collettore solare è il motore di qualsiasi scaldacqua solare. I tubi solari a vuoto sono sempre stati i sistemi di produzione di energia solare più efficienti, ma erano più costosi di altri sistemi a schermo piatto.

Tuttavia, la crescente domanda di energia solare e le moderne tecniche di produzione hanno ridotto i costi in modo tale che la tecnologia dei tubi a vuoto offre il massimo ritorno sull’investimento rispetto a qualsiasi altro sistema di collettori solari.

Il principio alla base dei tubi solari a vuoto è semplice. Un tubo a vuoto solare funziona in modo simile a un thermos di caffè. Consiste di due strati di vetro con un vuoto tra gli strati.

Lo strato esterno del tubo solare è in vetro borosilicato che ha un ferro molto basso e consente il passaggio del 98% dell’energia della luce. Il secondo strato interno ha applicati rivestimenti molto speciali.

Dove va il calore assorbito?

La radiazione solare assorbita viene quindi trasferita a un fluido termovettore all’interno del tubo (liquido all’interno del thermos). Questo liquido si riscalda rapidamente e sale verso l’alto.

In un  sistema di tubi a vuoto aperto,  l’acqua potabile viene riscaldata direttamente nel tubo a vuoto. Il termosifone fa sì che l’acqua calda salga e venga sostituita da acqua più fredda.

L’acqua calda viene raccolta nella camera di raccolta superiore e pompata attraverso il sistema.

Quali sono i sistemi solari termici?

Esistono due tipi di sistemi solari termici: passivi e attivi. Un sistema passivo non richiede attrezzature, ad esempio quando il calore si accumula all’interno dell’auto quando viene lasciato parcheggiato al sole. Un sistema attivo richiede una qualche forma di assorbimento e raccolta della radiazione solare e quindi di immagazzinarla.

Le centrali termiche solari sono sistemi attivi, e mentre ci sono alcuni tipi, ci sono alcune somiglianze di base: gli specchi riflettono e concentrano la luce solare, ei ricevitori raccolgono quell’energia solare e la convertono in energia termica.
Un generatore può essere utilizzato per produrre elettricità da questa energia termica.

Il tipo più comune di centrali solari termiche, comprese le piante nel deserto del Mojave in California, utilizza un design   a cilindri parabolici per raccogliere le radiazioni solari.

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Questi collettori sono noti come sistemi a concentrazione lineare e i più grandi sono in grado di generare 80 megawatt di elettricità.

Hanno la forma di un mezzo tubo che vedresti usato per lo snowboard o lo skateboard e hanno riflettori parabolici lineari coperti con più di 900.000 specchi che sono allineati nord-sud e possono ruotare per seguire il sole mentre si spostano da est a ovest durante il giorno

A causa della sua forma, questo tipo di pianta può raggiungere temperature operative di circa 750 gradi F (400 gradi C), concentrando i raggi del sole da 30 a 100 volte la sua intensità normale in fluidi termovettori o tubi riempiti d’acqua. vapore Il fluido caldo viene utilizzato per produrre vapore e il vapore trasforma una turbina che alimenta un generatore per produrre elettricità.

Mentre i progetti parabolici di trogoli possono funzionare a pieno regime come centrali solari, sono spesso usati come ibridi solari e di combustibili fossili, aggiungendo capacità di combustibile fossile come riserva.
I sistemi a torre solare  sono un altro tipo di sistema solare termico. Le torri di energia dipendono da migliaia di  eliostati  , che sono specchi grandi e piatti, per focalizzare e concentrare la radiazione solare su un singolo ricevitore montato sulla torre.

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Come i collettori parabolici, il fluido termovettore o acqua / vapore viene riscaldato nel ricevitore (le torri di energia, tuttavia, possono concentrare l’energia del sole fino a 1.500 volte), infine diventano vapore e Lo usano per produrre elettricità con una turbina e un generatore.

I progetti delle torri di potenza sono ancora in fase di sviluppo, ma un giorno potrebbero essere realizzati come centrali elettriche collegate alla rete che produrranno circa 200 megawatt di elettricità per torre.

Un terzo sistema è il  piatto / motore solare  . Rispetto alle torri paraboliche e alle torri elettriche, i sistemi a piatti sono piccoli produttori (da 3 a 25 kilowatt).

Ci sono due componenti principali: il concentratore solare (il piatto) e l’unità di conversione dell’energia (il motore / generatore). Il piatto punta e segue il sole e raccoglie l’energia solare; è in grado di concentrare quell’energia circa 2000 volte.

Un ricevitore termico, una serie di tubi riempiti con un fluido di raffreddamento (come idrogeno o elio), si trova tra la piastra e il motore. Assorbe l’energia solare concentrata del piatto, la converte in calore e invia quel calore al motore dove viene convertito in elettricità.

L’energia solare termica è adeguata per la mia casa?

Tubi sottovuoto termici solari 

La situazione ideale per i pannelli solari è orientata verso sud, sebbene siano efficaci contro qualsiasi parte tra il sud-est e il sud-ovest.

Come regola generale, è necessario tra 1 e 2 m2 di collettore (pannelli solari) per persona che vive in casa. Schiarire i pannelli in qualsiasi momento della giornata ridurrà le prestazioni.

La maggior parte dei pannelli è montata su un tetto, ma può anche essere montata a livello del suolo. È importante che ricevano luce solare diretta.

Per ottenere i migliori risultati, dovrebbero essere inclinati tra 20 e 50 gradi rispetto all’orizzontale (i tetti più inclinati cadono su questo supporto).

Se hai una doccia elettrica, non userai l’acqua calda solare. Allo stesso modo, le lavastoviglie e / o le lavatrici a freddo riscaldano l’acqua che usano.

In questa situazione, il riscaldamento solare dell’acqua non è adeguato a meno che non si usi la maggior parte dei bagni di lavaggio e di bagno, dal momento che non è possibile utilizzare gran parte dell’acqua calda solare che genera.

I pannelli solari sono compatibili con la maggior parte dei sistemi di acqua calda esistenti. Tuttavia, avrai bisogno di un nuovo cilindro con due bobine. Idealmente, dovrebbe essere abbastanza grande da contenere acqua calda per due giorni.

L’acqua calda solare con caldaie combinate è più difficile, ma è ancora possibile. Se si dispone di una caldaia combinata, è importante verificare con il produttore che accetterà l’acqua preriscaldata.

Se il tuo attuale sistema è alimentato dalla gravità, avrai bisogno di un controllo (come una valvola e una pompa) per il circuito dell’acqua calda, in modo che i pannelli possano funzionare efficacemente in inverno quando la caldaia funziona per il riscaldamento centrale.

Tre caratteristiche dei pannelli solari termici che dovresti sapere

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Sapevi che dal 2007 le nuove case devono incorporare  pannelli solari termici  sui tetti di questi edifici per coprire con l’energia solare parte della produzione di acqua calda sanitaria di cui l’edificio ha bisogno?

Questo è ciò che i pannelli solari termici fanno per te e per l’ambiente.

1.Produrre acqua calda dalla luce del sole

I collettori solari termici oi pannelli solari sfruttano l’energia contenuta nella radiazione solare e la trasformano in energia termica. È un tipo di energia rinnovabile che, a differenza della combustione di combustibili fossili, non genera emissioni di gas inquinanti nell’atmosfera.

Uno degli usi più frequenti dei pannelli solari termici è quello di contribuire alla produzione di acqua calda sanitaria (ACS) negli edifici residenziali e nel settore dei servizi; sebbene possano anche avere altri usi, come la produzione di acqua calda per piscine o l’alimentazione dell’impianto di riscaldamento.

2. Contribuirti a pagare meno sulla tua bolletta energetica

Il prezzo dell’acqua calda include il costo dell’acqua fredda e il costo del riscaldamento. I pannelli solari riscaldano l’acqua nei giorni di sole e questa energia è gratuita. Il resto dei giorni e di notte, devi riscaldare l’acqua con le caldaie.

Non è possibile addebitare un prezzo per l’acqua calda nei giorni di sole e un altro prezzo nei giorni nuvolosi. Per questo motivo, calcoliamo un prezzo medio ponderato per tutti i giorni dell’anno. Tuttavia, si deve tenere presente che se l’acqua calda fosse prodotta esclusivamente con le caldaie, il suo prezzo sarebbe più alto.

3. Perché i pannelli solari funzionino bene, hanno bisogno di manutenzione?

Affinché i pannelli solari termici possano svolgere adeguatamente la loro funzione, hanno bisogno di un’azienda specializzata per mantenerli e controllarli, al fine di evitare possibili deterioramenti, malfunzionamenti o guasti di servizio.

Pascual Polo, il segretario generale, ASIT, Associazione Solare dell’Industria termica citato dal supplemento affari di El País spiega che la sua organizzazione stimato a pannelli solari termici il 30% che non funzionano a causa della cattiva esecuzione o per manutenzione inesistente da parte degli utenti.

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 Come funzionano i pannelli solari termici?

Come spiegato nella guida Solar Thermal Energy nella Comunità di Madrid, generalmente le installazioni termiche a bassa temperatura sono formate da tre parti:

Sistema di raccolta

Diversi collettori solari (pannelli solari) catturano l’energia del sole: questi sono i principi operativi di base dei collettori solari:

  • Vengono utilizzate piastre di metallo nere (che non riflettono i raggi del sole) che, se esposte alla radiazione solare, aumentano la temperatura.
  • Queste piastre sono posizionate all’interno di una scatola rivestita di vetro. Questo crea una “trappola di radiazione solare” che aumenta progressivamente la temperatura all’interno della scatola di vetro.
  • Il prossimo passo è far circolare l’acqua all’interno della scatola in modo che il calore trasmetta il fluido. Di solito, il liquido circola all’interno di un circuito a spirale o tubo, che assicura la massima esposizione dell’acqua al calore generato dalla trappola di radiazioni.

Sottosistema di accumulo

Questo sottosistema è costituito da uno o più serbatoi di accumulo di acqua calda. L’accumulatore adatta la disponibilità di energia alla domanda.

Sottosistema di distribuzione

Questo sottosistema è costituito da un dispositivo di regolazione, tubi, pompe, elementi di sicurezza … che trasferisce l’acqua calda prodotta ai punti di consumo.

Quando l’acqua viene riscaldata, viene inviata a quella parte del sistema in cui verrà utilizzata, se riscaldamento, acqua calda sanitaria (ACS)

 

Oltre all’acqua calda, è possibile avere il riscaldamento dai pannelli solari?

Esistono sistemi di riscaldamento da pannelli solari e la loro implementazione è maggiore nei paesi dell’Europa centrale e settentrionale, dove le temperature in inverno sono molto basse.

Questi sistemi di riscaldamento a pannelli solari possono fornire un risparmio energetico superiore al 25% e hanno il vantaggio di essere solitamente compatibili con la produzione di acqua calda sanitaria.

Così, ad esempio, una volta soddisfatte le esigenze di acqua calda dell’impianto, ci sono elementi di controllo che danno il via al riscaldamento. Inoltre sfruttano il calore del fluido che circola nel collettore per riscaldare lo spazio quando il riscaldamento funziona a temperature più basse.

La combinazione tecnicamente più praticabile per ottenere il massimo da questo tipo di strutture è associata a sistemi di riscaldamento a pavimento nelle abitazioni.

 

Come rilevare se i pannelli solari non funzionano correttamente?

Secondo le stime dell’Associazione solare dell’industria termica, negli edifici residenziali gli impianti solari termici dovrebbero fornire tra il 30% e il 70% dell’energia consumata dal sistema di acqua calda dell’edificio.

Quello che succede spesso è che gli utenti non si rendono conto che i loro pannelli solari non funzionano come dovrebbero perché continuare ad avere acqua calda perché in assenza di questo sistema continua a produrre acqua calda attraverso la caldaia usa l’edificio.

La cosa migliore in questi casi è avere un’azienda come Remica Servicios Energéticos, una solida e comprovata esperienza nel settore, offrendo un servizio completo di installazioni termiche e eseguendo interventi di manutenzione preventiva e correttiva per evitare malfunzionamenti del sistema. pannelli solari termici.

Che tipo di pannello solare termico è il migliore?

Per generare  energia solare termica  ci sono due tipi di  pannelli solari termici: pannelli a piastre piatte e tubi a vuoto. 
Pannelli piatti: sono costituiti da una piastra assorbente in una scatola metallica isolata.

La parte superiore della scatola è in vetro o plastica, per far passare l’energia solare, mentre l’isolamento minimizza la perdita di calore. Molti tubi sottili trasportano acqua attraverso la piastra assorbente e la scaldano al passaggio.

Invece di una piastra, i  collettori a tubi sottovuoto  hanno tubi di vetro che contengono tubi di assorbimento del metallo, attraverso i quali viene pompata l’acqua. Ogni tubo è un vuoto (l’aria viene “evacuata” da qui il nome), che riduce al minimo la perdita di calore.

I collettori a tubi sottovuoto sono più efficienti dei pannelli solari termici a lastra piana.

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