Paesaggio e Architettura Rurale  
Territorio e ambiente nelle aree rurali

a cura di Guido Coraddu - AltrEnergie p.s.c.

Ogni anno sulle terre emerse il sole irradia una energia equivalente a 19.000 miliardi di TEP (tonnellate equivalenti petrolio). Naturalmente gran parte di questa energia non è utilizzabile direttamente, tuttavia se anche si riuscisse ad utilizzare l’ 1% della radiazione solare che raggiunge le terre emerse si avrebbe a disposizione un enorme potenziale energetico stimabile in: 

• 14 miliardi di TEP all'anno per l'energia solare diretta; 
• 2.2 miliardi di TEP all'anno per l'energia eolica; 
• 4.6 miliardi di TEP all'anno per l'energia dalle biomasse; 
• 1.7 miliardi di TEP all'anno per l'energia idroelettrica; 
• 0.8 in altre forme di energia. 

 Dunque un totale di 23.3 miliardi di TEP contro un fabbisogno mondiale stimato nel ’94 a 8 miliardi di TEP (in Italia 167 milioni di TEP). 

Ci occuperemo qui specificamente dello sfruttamento diretto della radiazione solare, e dunque delle tecnologie per la produzione diretta di acqua calda (collettori solari termici) e per la conversione diretta in energia elettrica (moduli fotovoltaici).  

COLLETTORI SOLARI TERMICI

I collettori solari termici sfruttano il principio dell’”effetto serra” per convertire direttamente l’energia solare in energia termica utilizzata per aumentare la temperatura di acqua utilizzabile a scopo sanitario, per riscaldamento(edilizia, serre), per processo (caseifici), per piscine. 

Il funzionamento dei sistemi è elementare: una piastra di colore scuro costituisce la superficie captante che esposta al sole si riscalda; solidali alla piastra corrono dei tubi in cui passa l’acqua che quindi raccoglie il calore accumulato.
Un successivo miglioramento è proteggere la piastra con un vetro: in tal modo si eviterà che il calore della piastra sia disperso riscaldando l’aria circostante. Sui vetri è possibile fare grandi migliorie tecnologiche: i prodotti industriali montano dei vetri “prismatici” e “selettivi” cioè trasparenti alla luce di tutte le lunghezze d’onda in una sola direzione – una volta che il raggio luminoso è entrato nel collettore la parte riflessa non riesce a riattraversare il vetro e quindi ad uscire. 

Anche sulle piastre captanti si può fare molto: prima di tutto sui materiali (il migliore è il rame, ma hanno ottime prestazioni anche l’acciaio e l’alluminio), poi sui trattamenti (in genere si evitano le vernici, che con il tempo si sfogliano, ma si utilizza la deposizione superficiale di ossidi) ed infine sulle proprietà selettive: le migliori piastre invece che essere nere hanno un aspetto bluastro. 

 I sistemi evoluti non riscaldano direttamente l’acqua, ma utilizzano un “fluido vettore”, che passa nei tubi solidali alla piastra captante e riscalda successivamente l’acqua mediante uno scambiatore di calore. Questa scelta è determinata dal fatto che il collettore solare, stando in esterno, potrebbe trovarsi a temperature sotto lo zero: il congelamento dell’acqua nel circuito primario lo danneggerebbe irreparabilmente. Il fluido vettore è perciò essenzialmente un liquido antigelo, alcool etilico o una miscela di acqua e glicole propilenico. 

 Nelle applicazioni domestiche, volte alla produzione di acqua calda sanitaria o all’integrazione del riscaldamento, si tende ad utilizzare sistemi a “circolazione naturale”. In questi sistemi viene posizionato un serbatoio per l’acqua calda in una posizione più alta del collettore: l’acqua riscaldata nel collettore sale nell’accumulo e richiama acqua fredda dal basso – in tal modo si evita di avere termostati e pompe, ed il sistema risulta essere compatto, economico e robusto. Esistono in commercio diversi “eliodomestici” di questo tipo, installabili in modo del tutto identico ad uno scaldabagno. Riportiamo nello specchietto qua sotto delle stime comparate di costi e tempi di rientro economico per questi sistemi, facendo riferimento all’unica forma di incentivo esistente, ovvero la possibilità di detrarre il 36% della spesa dalla denuncia del reddito: 

La garanzia varia da 5 a 10 anni (a seconda del programma di manutenzione). 

Maggiore è l’utilizzo di acqua calda, maggiore è la convenienza nell’utilizzo di questi sistemi, per cui applicazioni di grandissima convenienza si hanno nel riscaldamento delle serre (sistemi a letto caldo) e nei caseifici Oltre che nei sistemi ad uso esclusivamente estivo, come le piscine o gli stabilimenti balneari). Altre applicazioni, utilizzanti la medesima tecnologia, ma finalizzata alla produzione di aria calda, si hanno negli essicatori per sementi. 

 I sistemi di cui abbiamo parlato vengono classificati come sistemi a “bassa temperatura”, perché riscaldano l’acqua a temperature tra i 40 e i 70 gradi (ragion per cui in genere sono associati ad accumuli di acqua in proporzione piuttosto grandi: 100 litri ogni 2 mq). Esistono anche sistemi ad alta temperatura (a costi naturalmente più elevati), utilizzati nelle regioni a climi freddi per l’integrazione al riscaldamento (sistemi a tubo vacuo o sotto-vuoto).
In Sardegna è difficile giustificare la differenza di prezzo con la spesa per il riscaldamento: si può piuttosto realizzare il riscaldamento stesso con sistemi a bassa temperatura (sotto-pavimento,  a parete o a battiscopa), per cui i collettori ad alta temperatura trovano applicazione soprattutto nel riscaldamento di acqua di processo (applicazioni industriali) o abbinati a grandi refrigeratori ad assorbimento (condizionatori che utilizzano una sorgente ad alta temperatura per produrre il freddo mediante processi chimici).