Una fonte abbondante e pulita

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La radiazione solare è in assoluto la fonte più abbondante e pulita: ogni anno il sole irradia sulla terra 19.000 miliardi di TEP (Tonnellate Equivalenti Petrolio) mentre la domanda è di circa la metà; tuttavia, si tratta di un’energia che va catturata e potenziata con strumenti opportuni, in quanto a bassa densità (1kW/m² esclusivamente nelle giornate di cielo sereno). Si deve inoltre considerare la diversa inclinazione dei raggi solari a seconda della latitudine; a questo proposito la Nasa si occupa del Progetto Sse (Surface Meteorology and Solar Energy), impiegando i dati forniti quotidianamente dai satelliti ed estrapolati in base all’Isccp (International Satellite Cloud Climatology Project) per elaborare mappe decennali la cui scala cromatica è in funzione dei kilowatt/ora/mq/die.
Dal canto suo, l’Energoclub (movimento internazionale il cui obiettivo è promuovere la riconversione del sistema energetico) si occupa di illustrare i «rimedi» all’irregolarità dell’energia solare, in modo che la produttività degli impianti non sia limitata alle sole ore di insolazione e neppure influenzata da fattori aleatori quali le fluttuazioni dei passaggi nuvolosi. I 350.000 metri quadri di pannelli installati in Italia vengono prevalentemente utilizzati per utenze domestiche (riscaldamento e produzione di acqua calda ad uso sanitario), impianti ad uso estivo e piscine, ma l’irraggiamento solare può essere utilizzato anche per ottenere energia frigorifera, elettrica e meccanica. Il collettore solare termico più comunemente usato può scaldare a 45÷60 °C fino 300 litri d’acqua sanitaria al giorno per ogni metro quadro, con un’efficienza che varia tra il 30 % e l’80%, a seconda delle condizioni climatiche e della tipologia del collettore stesso.
Secondo il ministero dell’Ambiente, si dovrebbero considerare i collettori solari termici come complementari rispetto alle tecnologie tradizionali, in quanto di per sé possono fornire solo parte dell’energia necessaria all’utenza. D’altro canto, si tratta di un limite che accomuna tutte le tecnologie basate su fonti rinnovabili, la cui disponibilità sia aleatoria e/o periodica.
È indubbio che il fattore di copertura del carico termico cresca proporzionalmente alle dimensioni dell’impianto ma, oltre un certo limite, l’energia prodotta aumenta meno rapidamente rispetto ai costi d’installazione. Di conseguenza, i collettori solari per la produzione di acqua calda sanitaria vengono progettati per soddisfare sino al 65% del fabbisogno termico annuo. Alle nostre latitudini, la tipologia a pannelli risulta più conveniente in base al rapporto tra costi e rendimento; il dispositivo base è costituito da un corpo nero assorbente ed una copertura selettiva trasparente sulla parte esposta al sole, il tutto racchiuso in un contenitore isolato sulle pareti laterali e su quella opposta alla radiazione solare. A loro volta, i collettori devono essere collegati a serbatoi d’accumulo nel cosiddetto «Circuito Solare», in modo che l’acqua calda prodotta durante le ore diurne possa essere utilizzata nell’arco dell’intera giornata.
A seconda del fluido termovettore impiegato, gli impianti vengono classificati come a bassa, media ed alta temperatura; da questi ultimi si può ottenere elettricità, purché s’impieghino opportuni concentratori di calore che «canalizzino» la radiazione verso un ricevitore. In questo ambito e nell’ottica del «Progetto Solare Termodinamico», l’Enea (Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente) ha varato un piano innovativo che combina le tecnologie di due diversi sistemi, a torre ed a collettori parabolici lineari, in modo da superare i punti critici di entrambi.
M. V.