Il solare termico è la tecnologia che converte direttamente la radiazione solare in calore, trasferendolo a un fluido che alimenta il sistema di acqua calda sanitaria (ACS) o, in configurazioni più elaborate, anche il circuito di riscaldamento. Rispetto al fotovoltaico, il solare termico opera con rendimenti di conversione più elevati (65–80% contro il 20–22% del FV), ma l'energia prodotta è termica e non convertibile in elettricità senza ulteriori sistemi. In molte abitazioni italiane, la combinazione dei due sistemi è tecnicamente vantaggiosa.
Tipologie di collettori solari termici
Collettori piani vetrati
Il collettore piano è la tecnologia più diffusa in Italia per uso residenziale. È composto da una lastra di vetro solare temperato basso-ferro, un assorbitore metallico rivestito con coating selettivo ad alta assorbività (tipicamente 95–97%) e bassa emissività (4–8%), tubi di rame o alluminio saldati all'assorbitore, e un isolamento posteriore in lana minerale. Il fluido termovettore (acqua con antigelo) scorre nei tubi raccogliendo il calore dall'assorbitore.
Le temperature operative tipiche in estate al Centro-Sud Italia raggiungono i 60–80°C nel bollitore, sufficienti per l'ACS senza integrazione. In inverno le temperature di lavoro scendono e l'integrazione con il sistema di riscaldamento ausiliario (caldaia o pompa di calore) diventa necessaria.
Collettori a tubi sottovuoto (ETC)
I tubi sottovuoto (evacuated tube collectors) sfruttano il vuoto come isolante per ridurre le perdite termiche verso l'esterno, risultando più efficienti alle alte temperature e in condizioni di irradiazione diffusa. Sono indicati per climi con inverni freddi, elevata nuvolosità o per applicazioni che richiedono temperature operative più alte (55–90°C). Il costo per unità di superficie captante è superiore rispetto al piano vetrato, ma in zone con radiazione diffusa significativa il rendimento annuo può compensare la differenza.
I collettori ETC con heat pipe trasferiscono il calore tramite un tubo contenente un fluido a cambiamento di fase: il fluido evapora alla base del tubo riscaldato e condensa nella parte superiore cedendo calore al collettore primario. Questo sistema permette un montaggio flessibile e riduce il rischio di stagnazione.
Dimensionamento dell'impianto
Il dimensionamento di un impianto solare termico per ACS si basa sul fabbisogno giornaliero di acqua calda e sulla disponibilità di radiazione solare nella zona d'installazione. Un metodo semplificato:
- Fabbisogno: circa 40–50 litri/giorno per persona a 45°C
- Superficie captante: 0,8–1,2 m² per persona nelle zone Centro-Sud; 1,2–1,6 m² nelle zone Nord Italia
- Volume bollitore: 50–80 litri per persona; rapporto tipico superficie/volume pari a circa 40–50 l/m²
Per una famiglia di 4 persone in area con buona insolazione (es. Emilia-Romagna, Toscana) un impianto con 3–4 m² di collettori piani e un bollitore da 200–250 litri copre tipicamente il 60–70% del fabbisogno annuo di ACS. Nei mesi estivi la copertura può raggiungere il 100%, richiedendo un sistema di protezione dalla stagnazione (sfogo calore, ricircolo notturno o bypass automatico).
Integrazione con il riscaldamento
L'integrazione del solare termico con il circuito di riscaldamento a bassa temperatura (pannelli radianti a pavimento, fancoil) è tecnicamente possibile ma richiede un dimensionamento accurato. La copertura solare per il riscaldamento in inverno è limitata perché il fabbisogno termico è massimo proprio quando la radiazione solare è minima. Nei climi mediterranei dell'Italia centro-meridionale, con inverni miti, la copertura solare combinata ACS + riscaldamento può raggiungere il 40–50% annuo con sistemi ben dimensionati.
Attenzione alla stagnazione: In estate, quando il bollitore è già alla temperatura massima e non ci sono prelievi, il fluido nel collettore può raggiungere temperature superiori a 150°C causando deterioramento del fluido antigelo e stress meccanico. I collettori certificati Solar Keymark riportano la temperatura di stagnazione: valori superiori a 210°C indicano collettori più difficili da gestire termicamente in estate.
Sistemi a circolazione forzata e a termosifone
Il sistema a circolazione forzata utilizza una pompa circolatrice controllata da un centralina differenziale che attiva la pompa quando la temperatura del collettore supera quella del bollitore di una soglia prestabilita (tipicamente 5–8°C). Offre maggiore flessibilità di installazione, permette il posizionamento del bollitore in qualsiasi punto dell'abitazione e consente una migliore regolazione.
Il sistema a termosifone (o circolazione naturale) sfrutta la differenza di densità tra il fluido caldo nel collettore e quello più freddo nel bollitore per generare la circolazione senza pompa. È più semplice e non richiede energia elettrica, ma il bollitore deve essere posizionato sopra il collettore. In Italia è diffuso principalmente nelle aree costiere e nelle isole dove l'irradiazione elevata garantisce buone prestazioni.
Normativa e certificazioni in Italia
I collettori solari termici installati in Italia devono essere conformi alla norma UNI EN ISO 9806 e certificati Solar Keymark, condizione necessaria per accedere a incentivi fiscali come la detrazione al 65% (Ecobonus) prevista dal D.Lgs. 28/2011 e successive modifiche. L'impianto deve essere installato da un termoidraulico abilitato ai sensi del DM 37/2008 e collaudato secondo le norme UNI CIG.
Per impianti in edifici soggetti a vincolo paesaggistico o in zone A dei piani regolatori, è necessaria un'autorizzazione preventiva specifica: i collettori devono essere integrati nella copertura o rispettare requisiti estetici definiti dal Comune o dalla Soprintendenza competente.
Se stai valutando anche l'installazione di un impianto fotovoltaico in abbinamento al termico, la guida sulla scelta dei pannelli fotovoltaici approfondisce i criteri di selezione dei moduli per uso residenziale. Per il tema dell'accumulo energetico, consulta la guida sulle batterie di accumulo per uso domestico.
