Solare termico: un sistema per l’indipendenza energetica e l’efficienza edilizia

Un sistema solare termico, nell’attuale panorama caratterizzato dalla crescente attenzione per l’efficienza degli edifici e la sostenibilità, si rivela una opzione strategica in termini di risparmio energetico, di riduzione dell’impatto ambientale e anche di incremento del valore degli immobili.

Questi impianti, che sfruttano l’energia solare per la produzione di acqua calda sanitaria e il riscaldamento, nel nostro paese, secondo il Rapporto statistico GSE 2021, risultano equivalenti a circa 4,7 milioni di metri quadrati di pannelli solari termici installati, soprattutto in ambito residenziale. E anche i consumi diretti di energia termica solare sono in aumento, sempre secondo GSE, rispettivamente del 4,4% nel 2021 rispetto all’anno precedente e del 23% rispetto al 2016. Numeri che in Italia potrebbero sicuramente crescere, date le condizioni ottimali dal punto di vista meteorologico e geografico, visto che il valore di insolazione annuale sul nostro territorio è compreso tra i 1.274 della Val d’Aosta e i 1.784 kWh/mq della Sicilia.

A livello europeo, i recenti dati pubblicati da Solar Heat Europe segnalano che le installazioni procedono troppo lentamente rispetto agli obiettivi fissati: nel Vecchio Continente sono circa undici milioni i tetti dotati di collettori solari termici, ma lo scorso anno sono stati installati impianti per una capacità di 1,8 milioni di m²  e c’è stato un rallentamento rispetto agli anni precedenti.

Si tratta di una tecnologia ormai consolidata, i cui costi sono divenuti più accessibili nel tempo. Per valutare l’investimento è necessario sapere quanto costa un impianto, a cosa effettivamente serve, che vantaggi offre e se è possibile ricorrere ad eventuali detrazioni fiscali. Dopo di che, è importante affidarsi a professionisti per il corretto dimensionamento dell’impianto, che dipende dalla tipologia installata e dalla resa dei pannelli scelti, e per la sua installazione.

Differenza tra solare termico e fotovoltaico

Nonostante la fonte sia la stessa – il Sole – e anche i collettori ad uno sguardo inesperto possano sembrare uguali, in realtà la differenza tra un sistema solare termico e uno fotovoltaico è sostanziale: il primo converte l’energia solare in calore, il secondo invece in elettricità.

Quindi anche i pannelli posti in copertura sono ben diversi: i solari termici si realizzano con metallo (alluminio, rame, acciaio) e vetro, quelli fotovoltaici invece con silicio combinato con elementi chimici e vetro.
Si tratta di soluzioni entrambe efficienti (in media tra il 17% e il 25% il fotovoltaico, fino all’80% il solare termico, secondo dati Enel X) per contribuire all’indipendenza energetica di un edificio, ma ciascuna risponde ad esigenze distinte, seppure complementari.

Scegliere il sistema solare termico

La scelta della soluzione solare termica più adatta alle proprie esigenze dipende da alcune variabili:

• destinazione e tipologia dell’edificio, per determinare la configurazione del sistema e le sue componenti;
• condizioni climatiche e ambientali (orientamento, presenza o meno di ombreggiamenti…) del luogo, che possono influenzare dimensionamento dell’impianto ed efficienza;
• fabbisogno di acqua calda sanitaria e impianto termico, in base al numero di occupanti l’abitazione e alle abitudini quotidiane, al fine del dimensionamento corretto;
• disponibilità di spazio per la posa dei pannelli, oltre che di tutto quanto necessario (tubazioni, serbatoio, accessori…).

La condizione ideale del posizionamento di un pannello solare termico è l’esposizione preferibilmente a sud, con inclinazione del tetto non maggiore di 45°/50°.

Per quanto riguarda invece la stima della superficie assorbente energia solare necessaria, ovvero del numero di collettori solari termici, in linea di massima bastano 1-1,5 mq a persona per i modelli piani, un po’ meno invece per quelli sottovuoto, più performanti.

Prima di installare un impianto solare termico è necessario verificare che vi siano le condizioni adeguate. Quando si richiede ad un tecnico una consulenza, prima di individuare la tipologia di pannello da installare, verranno verificati tutti i parametri che incidono sulla sua efficienza.

La scelta della tipologia di pannello dipende dai risultati ottenuti in questa prima fase. Ad esempio, se la superficie disponibile non è abbondante è opportuno valutare tecnologie più performanti, scegliendo un pannello sottovuoto anziché uno piano. Altre attenzioni riguardano le tubazioni dell’impianto, che è sempre consigliato realizzare in rame o in acciaio inox, assicurando anche la resistenza a temperature elevate. Per ridurre gli sprechi, inoltre, si consiglia anche di richiedere l’isolamento delle tubazioni.

Poi, è fondamentale la scelta della capacità dell’accumulo, che deve essere proporzionata rispetto ai consumi stimati di acqua calda.

In ogni caso, è sempre consigliabile richiedere più preventivi, così da confrontare costi, servizi e tecnologie offerte.

Faq solare termico

La crescente attenzione verso le energie rinnovabili ha portato molti utenti a considerare l’installazione di impianti solari termici. Nonostante l’interesse, rimangono numerosi dubbi e incertezze. La sezione Faq è stata pensata per rispondere ai quesiti più frequenti dei nostri lettori, fornendo utili chiarimenti.

Pannello solare termico, come funziona?

Un collettore solare termico piano è composto da un assorbitore, generalmente metallico (di rame o alluminio), a volte trattato con un rivestimento selettivo che ottimizza la “cattura” dell’energia solare, e da un circuito di tubazioni con fluido termoconvettore (che può essere anche acqua), riscaldato dall’assorbitore.

Il funzionamento di un pannello solare termico, infatti, si basa sulla conversione dell’energia del sole in calore. L’impianto solare termico è costituito da alcuni elementi principali, che sono un collettore, un bollitore ed eventualmente una pompa per la circolazione dell’acqua.

I pannelli catturano le radiazioni solari e, grazie all’effetto serra, intrappolano il calore, che così non viene disperso ma anzi è utilizzato per scaldare l’assorbitore che, a sua volta lo trasferisce al fluido termovettore che scorre nelle tubazioni del pannello. L’acqua può poi essere utilizzata in qualsiasi momento. Nell’accumulo, invece, viene stoccata l’acqua da riscaldare. In commercio esistono differenti tipologie di pannelli, con varianti che si distinguono per tecnologia e prestazioni assicurate. Tra i principali modelli disponibili ci sono i pannelli solari piani vetrati (molto diffusi in ambito residenziale) e pannelli solari sottovuoto, di forma tubolare. Questa seconda tipologia, generalmente, assicura un’efficienza elevata, ma i costi di installazione sono maggiori.

Inoltre, i pannelli si distinguono anche in base alla natura della circolazione del fluido, che può essere naturale o forzata, a seconda che avvenga o meno a seguito del lavoro di una pompa collegata all’impianto.

I modelli sottovuoto si distinguono invece per tubazioni di vetro doppie: una canalizzazione dentro l’altra, con una verniciatura selettiva per assorbire l’energia solare su quella più interna, e il vuoto tra le due, per il cosiddetto effetto “thermos”. Particolarmente performanti, rendono meglio in situazioni climatiche sfavorevoli.

I pannelli solari termici più avanzati sono in grado di auto-proteggersi dal surriscaldamento, indipendentemente dalla configurazione e dalle impostazioni di controllo, cambiando il proprio stato – ad esempio mutando la struttura cristallina del rivestimento esterno, se piani vetrati – per interrompere l’assorbimento e riflettere l’energia solare in eccesso.

Gli impianti a circolazione naturale hanno il serbatoio di accumulo dell’acqua posizionato sopra al collettore e sfruttano semplicemente il principio fisico della risalita verso l’alto del fluido termoconvettore una volta riscaldato, che così va a cedere calore al serbatoio stesso. Il raffreddamento del serbatoio in inverno, che necessariamente rimane esposto, può incidere sull’efficienza dell’impianto. Si tratta della soluzione più semplice ed economica, ma oggi meno utilizzata.

I sistemi a circolazione forzata sono invece dotati di pompa di ricircolo controllata, che spinge il fluido termoconvettore verso il serbatoio di accumulo dell’acqua, posizionato in tal caso a distanza dal collettore. Consentono così un inserimento più armonioso dei pannelli nell’architettura (poiché il volume di accumulo è nascosto) e nel contempo aggiungono alla produzione di acqua calda sanitaria anche la possibile integrazione con l’impianto di riscaldamento dell’edificio.

Ulteriori classificazioni, si possono fare sulla base della tecnologia utilizzata per il collettore:

• Pannelli solari piani vetrati: una lastra di vetro trasparente e una scocca isolata sul retro del pannello, delimitano una camera isolata, in modo da permettere il passaggio alle radiazioni in ingresso, bloccando quelle in uscita. All’interno si trova l’assorbitore, metallico e generalmente annerito.
  Esistono anche pannelli solari piani e scoperti, ovvero esposti direttamente ai raggi solari e con efficienza minore.
• Pannello solare termico selettivo: si tratta di una soluzione maggiormente innovativa rispetto alla precedente, che prevede uno speciale trattamento della superficie vetrata, finalizzato a ridurre il più possibile le perdite di energia a causa della riflessione sul pannello.
• Pannello solare termico sottovuoto: questi sistemi si compongono di una serie di tubi vetrati, al cui interno vi sono assorbitori isolati tramite il vuoto. La loro efficienza è maggiore, ma hanno anche un costo più elevato. Questi pannelli sono spesso consigliati in luoghi dalle condizioni climatiche non ottimali.

Quanto conviene installare un impianto solare termico?

Installare un impianto solare termico comporta tangibili vantaggi, ambientali – si sfrutta energia rinnovabile pulita, senza consumo di combustibili fossili e quindi emissione di CO₂ – e soprattutto economici, la cui grandezza dipende ovviamente da fattori come dimensione del sistema, fabbisogno energetico dell’edificio, condizioni climatiche del luogo.

Un impianto solare termico assicura un notevole risparmio per la produzione di acqua calda sanitaria, che può superare anche il 60%. In caso di un sistema integrato che prevede anche il riscaldamento, il risparmio complessivo è di circa il 35-40%. Inoltre l’installazione rientra tra gli interventi di edilizia libera e non richiede titoli abilitativi né il pagamento di oneri al Comune, purché, naturalmente, siano rispettati i requisiti previsti dall’Enea.

Inoltre, l’installazione di un sistema di questo tipo contribuisce al miglioramento della classe energetica dell’immobile (incrementandone il valore sul mercato) e richiede una manutenzione nel tempo ridotta. Benefici che, oltretutto, sono perfettamente allineati con gli obiettivi di sostenibilità definiti a livello europeo, che puntano alla decarbonizzazione entro il 2050 e vogliono gli edifici sempre più efficienti ed ecologici.

Inoltre, sfruttare il sole permette di ridurre la quantità di energia acquistata dalla rete e l’autoproduzione ha grandi vantaggi anche in termini economici. Per calcolare in modo più preciso in quanto consiste questo risparmio è necessario considerare la collocazione geografica in cui ci si trova l’impianto e la tipologia di pannelli installati, per valutare quanta acqua saranno effettivamente in grado di riscaldare.

Quanto rende il solare termico in inverno?

La resa del pannello in questa stagione dipende proprio dalla località in cui ci si trova, ma anche dal tipo pannello, dal suo orientamento e dalla sua inclinazione. Questi fattori, in ogni caso, sono tutti presi in considerazione in fase di progettazione e l’impianto è sempre abbinato ad un altro generatore, come la caldaia. Un altro vantaggio del solare termico, infatti, è proprio la possibilità di abbinarlo ad altri impianti senza particolari difficoltà tecniche. Pensiamo in particolare a caldaie a condensazione, pompe di calore e sistemi di riscaldamento a pavimento. Così facendo, il risparmio energetico (ed economico) sale e si può arrivare a risparmiare anche oltre il 30% sui costi per l’energia, limitando le emissioni nell’ambiente.

Per quanto riguarda la manutenzione, infine, ad eccezione della pulizia della superficie e il ricambio del liquido antigelo dopo circa 5 anni, non sono necessari altri interventi particolari.

E’ importante sottolineare che se l’impianto sta fermo per lunghi periodi è preferibile proteggere i collettori.

Quanto costa l’installazione di un impianto solare termico?

L’impegno economico necessario per la posa in opera di un impianto solare termico dipende sostanzialmente dalla dimensione dell’impianto e dalla tipologia dei componenti, collettori in primis (gli elementi più costosi), a cui va aggiunta la variabile della manodopera, più o meno incidente a seconda della situazione ambientale e della complessità del sistema.

In generale si può stimare che per un sistema solare termico standard, dedicato solo alla produzione di acqua calda sanitaria, installato in una abitazione unifamiliare e con una superficie assorbente di circa 5 mq, la spesa può aggirarsi intorno ai 5.000 euro, manodopera esclusa.

Quali sono le detrazioni per gli impianti solari termici?

Attualmente sono attivi due incentivi fiscali per l’installazione di un impianto solare termico, ovvero il Conto Termico 2.0 e la detrazione al 65% per il miglioramento dell’efficienza energetica di un edificio, non cumulabili.

Il primo promuove gli interventi di efficientamento energetico e la produzione di energia termica da fonti rinnovabili. L’incentivo non è di natura fiscale, ma si riceve con bonifico bancario, erogato direttamente dal GSE, sul proprio conto corrente. Il limite massimo per l’erogazione dell’importo, in un’unica rata, è di 5.000 euro, con tempi di pagamento di circa 2 mesi.

La detrazione fiscale al 65% è invece un incentivo fiscale, recuperabile in 10 anni, sulle spese sostenute per quegli interventi migliorativi che innalzino il grado di efficienza energetica di costruzioni e unità immobiliari esistenti. Per quanto riguarda l’ambito degli impianti solari termici, considera tutte le spese sostenute per la realizzazione dell’opera, vale a dire fornitura e posa in opera dei componenti, manodopera edile eventualmente necessaria, parcelle per la consulenza tecnica di professionisti…

La Legge di Bilancio 2022 ha prorogato le detrazioni fiscali per gli interventi di riqualificazione energetica degli edifici fino al 2024. Viene erogata in 10 anni, per un’agevolazione massimo di 60.000 euro per unità immobiliare. In questo caso l’autorità di riferimento è l’ENEA ed è necessario rispettare precisi requisiti: “I collettori solari termici e i bollitori devono essere garantiti per almeno 5 anni, gli accessori e i componenti elettrici ed elettronici per almeno 2 anni, i collettori devono possedere la Certificazione Solar Keymark, l’installazione dell’impianto deve essere eseguita in conformità ai manuali di installazione dei principali componenti; devono essere rispettate, inoltre, le norme nazionali e locali vigenti in materia urbanistica, edilizia, di efficienza energetica e di sicurezza”. Il Bonus casa funziona come l’Ecobonus, ma la quota detraibile è pari al 50% delle spese sostenute.

Il futuro del solare termico a concentrazione

La 30^a Conferenza SolarPACES (Solar power and chemical energy systems), ospitata a Roma dall’8 all’11 ottobre 2024 e presieduta da ENEA, è l’appuntamento di riferimento per la ricerca nel campo del solare termico a concentrazione o termodinamico, di cui un primo impianto dimostrativo è stato realizzato nel 2010 in Sicilia.

Si tratta di soluzioni che sfruttano la concentrazione dei raggi solari da elementi riflettenti, il più delle volte ricurvi, a un elemento ricevitore di piccole dimensioni per la produzione di energia termica (e anche energia elettrica), trasferita a temperatura elevatissima (fino ai 400° C) a un fluido termoconvettore interno a un circuito idraulico. Una tecnologia ancora poco diffusa e conosciuta in ambito residenziale, soprattutto per via delle dimensioni dei componenti strutturali, che tuttavia gli studiosi stanno affinando per riuscire a trasferirne le potenzialità anche a piccola scala.

Rassegna impianti solari termici

Edilclima – Software EC712

Il Softwere EC 712 di Edilclima permette di eseguire il calcolo di producibilità termica dei pannelli solari nella modellazione dell’edificio in conformità alla Specifica Tecnica UNI/TS 11300-4.

Il programma calcola il fabbisogno di energia primaria e gli indicatori di prestazione energetica, permettendo di gestire diverse configurazioni di impianto in modo guidato.

Il software permette di:

• calcolare l’irradiazione incidente sui collettori solari, considerando eventuali ombreggiamenti
• calcolare l’inclinazione ottimale dei collettori, in modo da ottimizzare l’irradiazione captata;
• eseguire una verifica semplificata sulla superficie disponibile;
• calcolare la producibilità dell’impianto ed il consumo elettrico degli ausiliari
• calcolare la temperatura e le dispersioni dell’eventuale rete di preriscaldamento (distribuzione ed accumulo).

Funziona in abbinamento al software EC700 per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici (sia invernali che estive) in conformità alle Specifiche Tecniche UNI/TS 11300.

Energia Eco Finbi – Tapparella solare

Energia Eco Finbi propone la tapparella solare che protegge i collettori solari da un eventuale surriscaldamento e dai fenomeni atmosferici come la grandine.

E’ adatta a tutti i collettori solari e permette di interrompere la produzione di energia in ogni momento evitando inutili surriscaldamenti. Grazie al particolare sistema di trascinamento la tapparella funziona con qualsiasi inclinazione, sia su tetto che su staffe per superfici piane. Aumentando o diminuendo la superficie esposta del pannello solare si regola facilmente la temperatura dell’acqua.

Hoval – UltraSol^®

UltraSol^® 2 di Hoval, collettore a elevate prestazioni per il riscaldamento dell’acqua, in versione verticale o orizzontale, può essere integrato nella copertura e posato su tetti piani o inclinati, oltre che su facciata, grazie a diverse possibilità di montaggio, con quattro attacchi (in virtù dello scambiatore di calore a meandro con tubo collettore).

Il telaio di profilati di alluminio indeformabili garantisce durata e affidabilità, mentre la procedura brevettata WLT^® di conduzione termica – con assorbitore di alluminio rivestito incollato allo scambiatore di calore in tubo di rame – assicura una trasmissione del calore solare catturato in modo uniforme ed efficiente.

Inoltre, è l’integrazione ideale per l’impianto di riscaldamento, che, se di Hoval, lavora in sinergia per mezzo del sistema di regolazione TopTronic^®.

Sistema solare termico di JODO

Il sistema solare termico di JODO, efficiente, sostenibile, versatile e duraturo nel tempo.

Il sistema include quattro modelli di collettore, ad elevata potenza e basso consumo: SOLNAT, kit a circolazione naturale (soluzione compatta per pannelli di 2-2,5 mq), ESOL, SOLE 200/SOLE250, ideale per l’integrazione anche con impianti di produzione di acqua calda sanitaria e/o di riscaldamento, SOLDFP, collettore solare sottovuoto pre-assemblato CPC con parabola posteriore captante l’irraggiamento solare da diverse angolazioni (anch’esso integrabile con l’impianto di acqua calda sanitaria e/o di riscaldamento e particolarmente resistente alla grandine).

Tutti i pannelli risultano facili da montare, grazie a staffe ad installazione rapida, con interventi di manutenzione semplificata e garanzia di 5 o 10 anni, a seconda del modello.

Lovato, gruppi di trasferimento

I gruppi di trasferimento dell’energia solare tra pannelli e accumuli di Lovato, sia di pompaggio sia di scambio, hanno il vantaggio di contenere tutti gli elementi utili a gestire un impianto in un unico sistema: pompa PWM2, regolatore di flusso, attacco vaso di espansione, termometro, rubinetti di caricamento, valvola di sovrapressione, tubo degasatore, manometro.

Facili da installare, si adattano ad impianti da 2 m² fino a 300 m² e i modelli con scambiatore permettono la produzione di acqua calda sanitaria. Il completo isolamento garantisce, inoltre, una lunga durata, senza interferenze esterne.

Paradigma Italia AquaSolar System

Il brevetto esclusivo AquaSolar System di Paradigma Italia sfrutta l’acqua come liquido termovettore dei pannelli solari, senza necessità di alcun agente chimico antigelo.

I collettori solari per la produzione di acqua calda sanitaria, riciclabili al 100%, sono integrabili anche al sistema di riscaldamento (oltre che combinabili a sistemi con caldaia a condensazione, a biomassa o a pompa di calore), di semplice manutenzione (grazie all’acqua non sono necessarie pulizia periodica dei tubi e sostituzione del fluido) e performanti anche in situazioni climatiche rigide, con una garanzia di 10 anni.

Il funzionamento è garantito durante tutto l’anno dai tubi sottovuoto: il calore viene trattenuto dall’effetto thermos creato dal vuoto tra i vetri e sfruttato al massimo mediante uno specchio riflettente, posto al di sotto dei tubi stessi. Le prestazioni risultano così costanti ed efficienti anche in giornate con poche ore di sole. Due i modelli disponibili – Aqua Plasma e Star – in differenti versioni, per rispondere ad ogni esigenza installativa.

Viessmann VITOSOL 300-TM

VITOSOL 300-TM di Viessmann è un pannello solare termico sottovuoto efficiente e sicuro per il riscaldamento e la produzione di acqua calda.

Dotato di brevetto esclusivo ThermProtect, che previene il surriscaldamento dell’impianto, è in grado di garantire un funzionamento più sicuro e prolungato rispetto alla media dei prodotti sul mercato. Versatile, grazie al montaggio in orizzontale o in verticale, ha installazione e manutenzione facilitate dal sistema di collegamento “a secco”, per la sostituzione dei tubi senza necessità di svuotare l’impianto. La superficie captante selettiva ThermProtect in particolare protegge il pannello e interrompe automaticamente l’apporto di calore al raggiungimento di determinate temperature: una volta toccata la temperatura di 75° C, il collettore inizia ad aumentare la percentuale di riflessione bloccando le radiazioni infrarosse, evitando in questo modo eventuali problemi legati a lunghe fasi di inattività dell’impianto solare. Il pannello solare termico continuerà a dissipare il calore in eccesso fino a quando non ci sarà di nuovo richiesta di produzione acqua calda sanitaria e, di conseguenza, la temperatura collettori tornerà a essere inferiore di 75°C.

I materiali di elevata qualità – vetro, alluminio, rame, acciaio inox – resistono alla corrosione e il disegno, unitamente al colore blu scuro, è studiato per una integrazione armonica con ogni tipo di contesto. Tutte qualità che garantiscono al sistema, se ben dimensionato e installato correttamente (con esposizione dei pannelli preferibilmente a sud), la provvigione di acqua calda sanitaria gratuitamente fino a 9 mesi all’anno, anche durante le mezze stagioni.

Wolf TopSon e CFK-1

I collettori solari termici piani TopSon F3-1, TopSon F3-1Q e CFK-1 di Wolf, affidabili e dagli ottimi rendimenti, sono ideali per la produzione di acqua calda, con una conversione fino al 95% dell’energia solare catturata.

I primi due (dalla superficie netta di 2,11 m²) sono studiati per integrarsi nella copertura, in appoggio a tetto o in aggancio sulla facciata, sia in verticale sia in orizzontale a seconda della versione, e sono dotati di vasca di contenimento in un unico foglio di lamiera di alluminio marino, guarnizione perimetrale vulcanizzata in un unico pezzo, vetro solare microprismatico esente da ferro, certificato antigrandine, convogliamento a meandro per il collegamento di 5 collettori in serie, mantenendo i raccordi di mandata e ritorno dallo stesso lato.

Il collettore CFK-1 ha le medesime caratteristiche, con in più la possibilità di collegamento in diagonale. Le soluzioni di accumulo sono varie e i collettori si possono abbinare a centrali ibride, oltre che monitorare da remoto via app o portale Smartset.

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