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Collettore solare termico

Definizione

Dispositivo atto alla conversione della radiazione solare in energia termica, generalmente sotto forma di acqua calda: detto anche pannello solare termico, da non confondere con il pannello solare fotovoltaico che serve, invece, per la produzione di corrente elettrica.

Generalità

Il collettore solare può essere piano, sottovuoto, a concentrazione. Un collettore piano è costituito da:

  • una lastra trasparente generalmente in vetro, che grazie al comportamento selettivo risulta trasparente alla radiazione solare (lasciandola entrare) e opaca nei confronti della radiazione infrarossa in uscita (trattenendola);
  • un assorbitore generalmente in rame;
  • materiale isolante, per evitare la dispersione del calore accumulato.

Esistono, ma sono meno diffusi, collettori solari termici non vetrati (o scoperti) e collettori solari termici ad aria.

I collettori solari sottovuoto possono essere con tubo ad U o del tipo heat pipe. Sono in grado di garantire un maggiore apporto energetico anche in condizioni di basso irraggiamento o basse temperature esterne. Nei collettori sottovuoto con tubo a U circola direttamente il liquido che assorbe il calore mentre quelli tipo heat pipe contengono un tubo in rame chiuso alle estremità contenente un liquido in bassa pressione che evapora riscaldandosi e si condensa nella parte alta del tubo cedendo il calore all’acqua sovrastante.
I collettori solari termici a concentrazione utilizzano la radiazione “diretta” del sole, concentrandola tramite specchi. Le loro applicazioni riguardano soprattutto la produzione di elettricità e la realizzazione di processi chimici ad alta temperatura, fra cui la produzione di idrogeno tramite dissociazione dell’acqua.
Molto interessanti sono i pannelli solari ibridi nei quali si ha una produzione congiunta di energia elettrica e di energia termica: la rimozione dell’energia termica consente di evitare il surriscaldamento del pannello fotovoltaico, evitando così la perdita di efficienza del pannello stesso.

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