Come produrre acqua calda con il sole

Come produrre acqua calda con il sole

L’energia solare è un tipo di energia libera che riceviamo dal sole in due forme fondamentali: luce e calore. Esistono due modi per convertire queste forme in energia utilizzabile per la casa. Il primo è utilizzando l’energia della luce del fotone solare per generare una corrente elettrica, nota come il processo fotovoltaico. I moduli possono essere montati su tetto oppure si realizzano impianti fotovoltaici a terra .

Il secondo è sfruttando l’energia termica del sole utilizzando collettori solari termici per produrre acqua calda solare, energia solare termica, riscaldamento solare per piscina, riscaldamento solare e solare , ecc.

È importante capire che quella solare termica non è la stessa dell’energia solare o del fotovoltaico, dal momento che quest’ultimo trasforma la luce solare direttamente in elettricità. Tuttavia, l’energia termica solare può essere utilizzata per concentrare i raggi dal sole creando calore che viene poi utilizzato per produrre vapore, che trasforma un generatore in elettricità, impianto solare termodinamico.

La quantità di energia elettrica e gas utilizzata oggi per riscaldare l’acqua domestica e per il riscaldamento degli ambienti nelle nostre case e uffici è enorme.

I sistemi solari termici incorporano tipicamente un collettore di energia solare montato sul tetto comunemente chiamato “collettore solare termico” che riceve la luce solare e lo trasforma in calore utilizzabile producendo riscaldamento e acqua calda senza inquinamento, riducendo la domanda di elettricità e gas naturale e altri combustibili per riscaldamento e, naturalmente, le bollette.

I sistemi solari di riscaldamento dell’acqua calda possono essere caratterizzati come diretti o indiretti, a seconda che l’acqua domestica sia riscaldata direttamente nel collettore solare o tramite uno scambiatore di calore separato.

Quindi l’energia termica solare si riferisce a una tecnologia che utilizza l’energia solare per riscaldare l’acqua o altri tipi di fluidi di trasferimento di calore per una varietà di applicazioni residenziali, industriali e di altro tipo con riscaldamento di piscine, riscaldamento di acqua calda e riscaldamento di ambienti. energia solare termica .

La quantità di radiazione solare che il mondo riceve è abbastanza significativa per le tecnologie termiche solari da essere parte integrante di un futuro di energia pulita in qualsiasi luogo. I sistemi solari termici sono composti da tre elementi principali:

  • un collettore solare
  • tubature di trasporto del calore isolate e qualche forma di accumulo di calore come un serbatoio di acqua calda.
  • I sistemi attivi di energia solare termica utilizzano anche pompe e / o ventilatori per distribuire il calore, timer elettronici, controlli e termostati e in climi più freddi, antigelo e altri prodotti chimici per la protezione.

Tipi di collettori solari termici

I collettori solari termici sono il cuore di qualsiasi sistema solare termico e producono la quantità necessaria di energia solare per riscaldare l’acqua. I collettori solari termici sono diversi dai pannelli fotovoltaici , che producono solo energia elettrica. Un collettore solare può essere semplice quanto una tubatura di plastica o di rame, a spirale o dritto.

Anche un vecchio pezzo di tubo da giardino in posizione soleggiata sul terreno può essere utilizzato per preriscaldare l’acqua che scorre attraverso di esso prima che entri in un normale scaldacqua elettrico. Mentre questo set-up funzionerà sicuramente, ha i suoi limiti in termini di efficienza e praticità, specialmente di notte o nei freddi mesi invernali.

La quantità di calore solare prodotta dai collettori solari termici varia in base al design del collettore, alla superficie dei tubi collettori e alle condizioni locali del clima e del sito e ci sono diversi tipi di collettori solari termici commerciali disponibili come:

  • collettore piano
  • heat pipe
  • concentratore solare
  • a circolazione forzata o naturale

Fanno tutti lo stesso lavoro, producono “acqua calda per uso sanitario”,ogni tipo ha le proprie applicazioni, vantaggi e svantaggi.
I collettori solari termici catturano il calore del sole per il riscaldamento dell’acqua calda e / o il riscaldamento degli ambienti e che sono tipicamente installati sui tetti se sono esposti alla radiazione solare massima per la massima efficienza.

Collettori piani  – I collettori solari termici piani rappresentano il tipo più comune e più semplice di collettore solare disponibile per acqua calda solare domestica a bassa e media temperatura e riscaldamento di aria calda. La maggior parte di questi collettori consiste tipicamente di un numero di singoli tubi di rame o di una singola bobina che è fissata su una piastra di assorbimento di calore scuro sigillata all’interno di una grande scatola di legno o di metallo isolata. La scatola termica sigillata è ricoperta da un vetro temperato o una copertura di plastica trasparente per consentire all’energia radiante del sole di essere assorbita dal tubo di rame che produce acqua calda solare.

Tipico collettore a tubi sottovuoto solare

  • Collettori a  tubi sottovuoto – I “collettori a tubi sottovuoto” sono costituiti da file di tubi di vetro paralleli trasparenti. Ogni tubo è costituito da un materiale metallico che assorbe il calore, di solito il rame con l’intero tubo “evacuato” di aria (da cui il loro nome), e quindi sigillato per formare un vuoto all’interno del tubo di vetro. Questo vuoto aiuta il collettore a raggiungere temperature estremamente elevate in quanto il vuoto agisce come un isolante altamente efficiente attorno al materiale di assorbimento del calore centrale.

Poiché l’aria è un buon trasmettitore di energia termica, il vuoto all’interno del tubo impedisce che il calore venga trasmesso dall’assorbitore al vetro del radiatore esterno. L’acqua o l’olio trasferiscono il calore assorbito dal collettore solare a un serbatoio di stoccaggio, dove viene utilizzato per il riscaldamento.

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