Impianto Solare Termico e Pannelli Solari Termici

Impianto Solare Termico e Pannelli Solari Termici
Impianto Solare Termico e Pannelli Solari Termici
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Eliminando la necessità di energia elettrica o gas naturale, le tecnologie di riscaldamento e raffreddamento solare invece raccolgono e utilizzano l’energia termica libera e pulita proveniente dal sole. Un’alternativa economica ai sistemi solari fotovoltaici (PV) che producono energia elettrica per soddisfare tutte le esigenze energetiche di una proprietà, i sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare eliminano semplicemente la necessità di energia elettrica per raffreddare o riscaldare l’aria e l’acqua in una casa o in un’azienda.

Quasi il 75% del consumo di energia negli Stati Uniti è legato al riscaldamento dell’acqua, al riscaldamento degli ambienti e al raffreddamento degli ambienti. Secondo la Solar Energy Industries Association (SEIA), 115 milioni di case consumano 266 miliardi di dollari l’anno, il che equivale approssimativamente a mandare ogni anno 10 milioni di americani al college. Allo stesso modo, 4,8 milioni di edifici commerciali consumano annualmente $ 107,9 miliardi di energia, di cui circa il 47% è relativo al riscaldamento e al raffreddamento.

Impianto Solare Termico e Pannelli Solari Termici

Come funziona un Impianto Solare Termico?

Con così tanto consumo di energia negli Stati Uniti direttamente attribuito al riscaldamento e al raffreddamento di aria e acqua, il riscaldamento e il raffreddamento solare possono svolgere un ruolo importante nel fornire soluzioni economicamente valide ed ecologicamente sostenibili per soddisfare questi bisogni essenziali.

Anche il riscaldamento e il raffreddamento solare possono svolgere un ruolo importante nel mitigare l’impatto del riscaldamento globale . Secondo la Solar Energy Industries Association ( SEIA ), una casa unifamiliare con un sistema di riscaldamento ad acqua solare installato ridurrà il suo impatto di CO2 di una media del 28% . Con una combinazione di aria solare + sistema di riscaldamento dell’acqua, questa riduzione di CO2 può facilmente superare il 60%. Allo stesso modo, le aziende e gli impianti di produzione con elevati volumi di aria per il trucco otterranno riduzioni di CO2 simili con l’installazione di sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare.

Impianti Solari a Circolazione Naturale

Riducendo significativamente la dipendenza dell’America dai combustibili importati, i sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare ( SHC ) rappresentano già un importante passo intermedio nella transizione verso l’era dell’energia solare. Reso popolare decenni fa come un efficiente mezzo per riscaldare piscine all’aperto, il riscaldamento e il raffreddamento solare sono ora comunemente usati in applicazioni residenziali, commerciali e industriali per il riscaldamento e il raffreddamento di aria e acqua.

La SEIA riferisce che oltre 30.000 sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare sono installati ogni anno negli Stati Uniti, impiegando più di 5.000 lavoratori in tutta l’America e generando un fatturato stimato di 435 milioni di dollari. Tuttavia, la penetrazione nel mercato statunitense del riscaldamento e del raffreddamento solare è bassa, con solo 9 gigawatt termici (GWth) di capacità installata. In Cina, invece, i sistemi di riscaldamento e raffreddamento solare vengono installati ad una velocità 10 volte superiore rispetto all’America.

Impianti Solari a Circolazione Naturale

Impianti Solari a Circolazione Forzata

L’energia termica può essere generata da molte fonti rinnovabili, come l’energia solare, la biomassa e la geotermia. Questi sistemi sono noti collettivamente come tecnologie di riscaldamento e raffreddamento rinnovabili. I sistemi che trasformano il sole in energia termica utilizzabile sono indicati come tecnologie di riscaldamento solare e raffreddamento (SHC).

Le misure di energia termica sono spesso espresse in British Thermal Units ( BTU ), che rappresentano la quantità di energia necessaria per aumentare la temperatura di una libbra di acqua di un grado Fahrenheit. I BTU, o “therms”, possono essere facilmente convertiti in kilowattora (kWh).

Catturando l’energia del sole attraverso i collettori solari, il calore viene trasferito in modo efficiente negli edifici per il riscaldamento e il raffreddamento. La tecnologia di riscaldamento e raffreddamento solare è facilmente riciclabile e atossica, costituita principalmente da rame, alluminio, acciaio e / o polimeri. I sistemi SHC sono progettati in modo appropriato per soddisfare le esigenze specifiche di spazio e riscaldamento dell’acqua e di raffreddamento dell’edificio.

Quanto segue è una spiegazione di base delle odierne tecnologie di riscaldamento e raffreddamento solare, da “Solar Heating & Cooling: Energy for a Future Future” :

Quali tipologie di Pannelli Solari Termici sono disponibili?

Soddisfare l’energia necessaria per riscaldare l’acqua per la casa americana media può essere raggiunta con uno o due collettori solari, che richiedono circa 60 piedi quadrati (ft2) di spazio sul tetto. Tuttavia, gli stati più a nord con temperature significativamente più fredde rispetto alle temperature medie potrebbero richiedere un numero maggiore di collettori solari, che richiedono circa 400 piedi2.

Esistono diversi tipi di collettori solari, tra cui piastra piana, tubo sottovuoto, accumulatore di raccolta integrale (ICS), termosifone e concentrazione. I collettori a piastre piatte sono il tipo più comune di collettore negli Stati Uniti. I collettori piani hanno tubi di rame attaccati ad una piastra assorbente contenuta in una scatola isolata che è coperta da una lastra di copertura in vetro o polimero temperato.

I collettori a tubi sottovuoto consistono in file di tubi di vetro trasparenti e paralleli che sono stati “evacuati” di aria, creando un isolante termico altamente efficiente per il fluido che scorre all’interno della lunghezza del tubo. I sistemi a tubi sottovuoto vengono generalmente utilizzati quando sono necessarie temperature più elevate o volumi di acqua più elevati, nonché per il riscaldamento di processo e gli impianti di climatizzazione solare.

I semplici collettori non smaltati sono generalmente utilizzati per riscaldare l’acqua della piscina o preriscaldare grandi volumi di acqua di processo industriale in climi caldi. I collettori a tubi piatti, concentrati e sottovuoto utilizzano piastre di copertura trasparenti o vetri, metallo o assorbitori di polimeri e isolamento per produrre efficientemente calore a temperature più elevate.

Mentre la maggior parte dei collettori solari viene comunemente utilizzata per il riscaldamento di acqua e ambienti a temperature fino a 200 ° F, i collettori di concentrazione sono utili nei processi industriali e produttivi perché possono produrre calore oltre 300 ° F-400 ° F.

Quali tipologie di Pannelli Solari Termici sono disponibili?

Calcola Costo Ipianto Solare Termico

I sistemi di riscaldamento solare sono molto efficaci nel catturare l’energia solare. Con la tecnologia di oggi, SEIA riferisce che i sistemi di riscaldamento solare “producono in genere da 45 kWhth a 102 kWhth per piede quadrato di superficie installata del collettore all’anno (o da 1,5 a 3,5 therm / ft2 in unità di calore equivalenti), che rappresenta fino all’80% di tutto il energia solare disponibile che colpisce la superficie del collettore. “

I sistemi di riscaldamento ad aria solare utilizzano in genere un liquido non tossico, acqua o aria per trasferire il calore dal collettore solare. Acqua di riscaldamento o soluzione antigelo, i sistemi a base di liquido fanno circolare il liquido riscaldato attraverso uno scambiatore di calore collegato ad un serbatoio di accumulo. I sistemi a base di aria riscaldano l’aria in un collettore di aria solare e quindi i ventilatori distribuiscono l’aria riscaldata, facendola circolare intorno all’abitazione o alla proprietà come necessario per il riscaldamento dell’ambiente. Le tecnologie di stoccaggio dell’energia possono anche essere impiegate con sistemi di riscaldamento solare per fornire calore quando non c’è il sole e di notte. Lo stoccaggio di energia può anche essere utilizzato con applicazioni di raffreddamento solare e di riscaldamento solare dell’acqua.

Una forma alternativa di riscaldamento solare utilizza i collettori solari traspiranti installati verticalmente sulla parete sud. I collettori solari traspiranti presentano delle perforazioni che consentono all’aria di entrare, riscaldandola mentre si solleva. Mentre l’aria riscaldata sale verso la parte superiore del muro, viene diretta nei condotti di ventilazione dell’edificio per la distribuzione come riscaldamento degli ambienti.

 

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