Funzionamento e convenienza del solare termodinamico domestico

Negli ultimi anni ha preso sempre più piede una nuova tecnologia per la produzione di acqua calda da fonti rinnovabili, il solare termodinamico domestico. In effetti non si tratta di una vera e propria novità, visto che impianti di questo tipo sono già una realtà diffusa, ma non in ambito residenziale, dati gli ingombri ed i costi che hanno sempre contraddistinto questa tipologia di impianti. La nascita di un nuovo tipo di pannello e l'introduzione di un sistema che si avvale del principio di funzionamento di una pompa di calore hanno però reso possibile l'installazione di un impianto solare termodinamico anche in ambito domestico, con tutti i vantaggi che ne conseguono, che analizzeremo nel corso dell'articolo. Si tratta, nella sostanza, di un'evoluzione del solare termico, la soluzione più adottata in ambito domestico per la produzione di acqua calda per uso sanitario o per il riscaldamento. Naturalmente, anche per questo tipo di impianti sono disponibili varie agevolazioni, sotto forma di incentivi e detrazioni fiscali, con il Conto Termico 2.0 e gli Ecobonus 2019, di cui parleremo al termine dell'articolo. Vedremo anche quanto costa un impianto solare termodinamico, vantaggi e svantaggi di una soluzione di questo tipo, quindi pregi e difetti e perché conviene per la produzione di acqua calda ad uso sanitario e per il riscaldamento della propria abitazione (ma in quest'ultimo caso con dei limiti che analizzeremo). Cominciamo con l'elenco dei principali argomenti che andremo a trattare nel corso dell'articolo.

  • Cos'è e come funziona il solare termodinamico
  • Produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento
  • Costi di installazione e gestione dell'impianto
  • Convenienza, vantaggi, svantaggi e limiti
  • Confronto con il solare termico
  • Incentivi e detrazioni fiscali 2019

Cos'è il solare termodinamico domestico

A differenza di quello industriale, chiamiamolo così, che sfrutta degli specchi per concentrare i raggi del sole, un impianto solare termodinamico residenziale si avvale di uno speciale pannello, in genere in alluminio, ampio un paio di metri quadrati, che può essere facilmente montato sul tetto della propria abitazione, ma anche a muro o in giardino. All'interno del pannello è presente un fluido verso cui viene trasferito il calore solare o atmosferico, grazie alla differenza di temperatura. Vedremo in dettaglio come funziona un impianto solare termodinamico domestico, ma per sintetizzare il discorso possiamo dire che il principio di funzionamento è equivalente a quello di un frigorifero, ma al contrario: il calore presente nell'ambiente esterno viene estratto e portato all'interno del pannello e quindi, grazie ad un compressore, trasferito in una serpentina contenuta all'interno di un serbatoio d'acqua. L'acqua calda potrà essere utilizzata per uso sanitario oppure per alimentare i termosifoni per il riscaldamento. La convenienza di un impianto solare termodinamico c'è e la sua efficienza rispetto al solare termico è certamente importante, con un serio sgravio sulla bolletta energetica o del gas. Inoltre, l'impianto è molto semplice da installare e gli ingombri sono piuttosto ridotti. Insomma tanti vantaggi e pochi problemi, che comunque analizzeremo più avanti, con tutte le conseguenze del caso per quanto riguarda costi di installazione e di gestione dell'impianto.

Come funziona un impianto solare termodinamico

Abbiamo detto che il pannello termodinamico, chiamato anche "collettore solare", preleva il calore presente nell'atmosfera e lo trasferisce verso il liquido al suo interno che, essendo ad una temperatura notevolmente più bassa, attrae il calore stesso. Il fluido, per effetto del calore, evapora. A questo punto entra in funzione un componente essenziale dell'impianto solare termodinamico domestico, un compressore che usa la lo stesso principio di funzionamento di una pompa di calore. Il gas riscaldato viene aspirato dal compressore, che lo comprime determinandone un aumento di pressione e temperatura. Il passaggio successivo è quello di far circolare il vapore compresso in una serpentina posta all'interno di un serbatoio d'acqua. Quest'ultima, una volta riscaldata, potrà essere usata per uso sanitario oppure per alimentare il riscaldamento residenziale attraverso i termosifoni, ma vedremo che questo è vero fino ad un certo punto. Una volta svolta la sua funzione, il gas torna allo stato liquido ed attraverso una valvola di sfogo rientra nel pannello e ricomincia il ciclo. Come possiamo notare lo schema di funzionamento di un impianto solare termodinamico domestico è piuttosto semplice e questo rappresenta un indubbio vantaggio in termini di costi, sia di installazione dell'impianto che di gestione.

Perché conviene rispetto al solare termico

Il vantaggio più importante di un impianto solare termodinamico ad uso residenziale è che viene sfruttato il calore naturalmente presente nell'atmosfera, non solo quello solare. Quindi un sistema di questo tipo è capace di sfruttare qualunque fonte di calore, anche la pioggia addirittura, così come la cosiddetta luce diffusa durante le ore notturne oppure quando il cielo è particolarmente nuvoloso. Un impianto solare termodinamico lavora 24 ore su 24, a differenza di quello termico che produce acqua calda solo durente il giorno e con forti variazioni a seconda delle condizioni climatiche e delle temperature esterne. L'efficienza è quindi indubbiamente superiore, ma i limiti ci sono e li andremo ad analizzare. Intanto vediamo una lista dei principali vantaggi e delle differenze di un impianto solare termodinamico rispetto a quello termico oltre a quanto detto precedentemente.

  • Nessun costo di manutenzione
  • L'unica cosa che va controllata è lo stato di carica del gas.

  • Peso dei pannelli estremamente ridotto
  • In genere il peso di un pannello termodinamico si aggira tra i 6 e gli 8 kg.

  • Sovrariscaldamento estivo assente
  • Uno dei punti deboli del solare termico è la possibilità che i tubi all'interno del pannello subiscano dei danni durante l'estate, a causa delle temperature elevate contemporaneamente al mancato utilizzo dell'acqua calda.

  • Lunga durata dell'impianto (circa 25/30 anni)
  • Non necessita di sistemi di anticongelamento
  • Nessuna stagnazione di liquidi all'interno del pannello (a differenza del pannello termico)

I limiti e gli svantaggi

Come abbiamo visto, un impianto solare termodinamico presenta diversi pregi, primo fra tutti la possibilità di estrarre calore dall'aria circostante, non solo dai raggi solari, generando un'efficienza decisamente superiore a quella che si riesce a realizzare con il solare termico. Non è tutto oro quello che luccica, però. Ci sono dei limiti che allo stato attuale vanno considerati, altrimenti si rischia di provare cocenti delusioni e questi limiti sono rappresentati soprattutto dalla possibilità di alimentare con un piccolo impianto termodinamico il riscaldamento residenziale, soprattutto attraverso i termosifoni.

  • La temperatura massima per il riscaldamento
  • Il primo svantaggio di un impianto termodinamico è quello che l'acqua calda prodotta può raggiungere una temperatura massima di 55°C, insufficiente ad alimentare i termosifoni. Per quanto riguarda il riscaldamento, quindi, il solare termodinamico può essere un'ottima soluzione per integrare il consumo generato da una caldaia a condensazione, per esempio. In questo caso ci ritroveremo un notevole abbattimento della bolletta del gas, in quanto la caldaia riceverà un'acqua già ad una buona temperatura e quindi consumerà meno energia per alimentare il riscaldamento. L'alternativa è quella di usare un impianto di riscaldamento a pannelli radianti o fan coil. In questo caso, infatti, è necessaria una temperatura inferiore, ma certo va installato un sistema con molti pannelli, quindi c'è bisogno di spazio ed il costo sale in modo sensibile, così come i consumi elettrici necessari al funzionamento del compressore. Dobbiamo ricordare che quest'ultimo utilizza energia per funzionare e questo consumo va considerato quando valutiamo la convenienza di un impianto solare termodinamico domestico. Basti pensare che per un'abitazione di medie dimensioni servirebbero circa 6 o 8 pannelli per alimentare l'impianto di riscaldamento, con un consumo di elettricità certamente molto importante, oltre naturalmente al prezzo da pagare per la realizzazione dell'impianto solare termodinamico. Fatti quattro conti, il gioco potrebbe non valere la candela. Diverso il discorso in cui si utilizzano uno o due pannelli per pre-riscaldare l'acqua e quindi integrarla nel sistema esistente. In questo caso il risparmio in bolletta può essere molto importante, a fronte di un costo contenuto, quindi la convenienza c'è eccome.

  • Subisce il freddo intenso
  • Se la temperatura esterna scende sotto i 5°C, l'impianto solare termodinamico effettua uno stop automatico, in quanto in questo caso l'energia utilizzata per il funzionamento del compressore non giustifica il calore quasi nullo estratto dall'aria, vanificando l'efficienza e la convenienza del sistema. Se nel Sud Italia questa condizione si verifica raramente, la stessa cosa non si può dire al Nord, soprattutto in aree di montagna.

Prezzi e convenienza

Dopo aver visto cos'è e come funziona il solare termodinamico domestico diamo un'occhiata ai costi per la realizzazione di un impianto, valutandone quindi la convenienza rispetto alla soluzione termica, il vero antagonista del termodinamico. Naturalmente, i costi possono variare in base ad una lunga serie di fattori, primo fra tutti la capacità del serbatoio d'acqua, quindi prendete il discorso come una stima generale da valutare successivamente con i singoli installatori. Bene, vediamo quanto costa un impianto solare termodinamico domestico, partendo dalla soluzione base, quella dotata di un singolo pannello, il compressore ed il serbatoio per l'acqua calda. Ricordatevi che i prezzi di un impianto sono al lordo degli incentivi e delle detrazioni fiscali disponibili per chi installa sistemi per la produzione di energia rinnovabile o per il risparmio energetico, tra l'altro rinnovati per tutto il 2019. Ne parleremo alla fine dell'articolo.

Costi di un impianto solare termodinamico domestico

Vediamo quali sono i prezzi per due tipologie standard di impianto. Nel primo caso la produzione di una quantità ridotta di acqua calda, utilizzabile per il solo uso sanitario. Nel secondo caso parliamo di un sistema funzionale alle esigenza di una famiglia media e che può essere utilizzato anche per integrare il riscaldamento domestico.

  • Singolo pannello
  • Un piccolo impianto, con un solo pannello ed un serbatoio dell'acqua calda di circa 100 litri, viene a costare intorno ai 1.800 euro, 2.500 con un serbatoio di 250 litri. Con un paio di pannelli ed un serbatoio di 300 litri siamo intorno ai 3.000 euro. Sono prezzi di massima, giusto per darvi un'idea del costo medio di un impianto.

  • Famiglia media
  • In questo caso il costo per un impianto solare termodinamico domestico può andare da 4.000/5.000 a 10.000 euro, a cui va aggiunta la quota di consumo elettrico annuo, comunque molto bassa e che possiamo stimare vicina ai 150/200 euro. Nel caso in cui sia presente un impianto fotovoltaico questa componente si annulla, ovviamente.

Termodinamico, termico o fotovoltaico?

Il solare termodinamico, a fronte di una spesa maggiore, è certamente più efficiente del solare termico, visto che sfrutta il calore presente nell'aria e non solo i raggi solari. Vista la presenza di incentivi e detrazioni fiscali, la scelta migliore è quella di installare un impianto solare termodinamico, certamente un'evoluzione del termico. Riguardo il discorso fotovoltaico non esiste una vera e propria competizione tra i due sistemi. In effetti la soluzione ideale, se si ha a disposizione lo spazio necessario, è quella di affiancare il solare termodinamico ad un impianto fotovoltaico, utilizzando l'energia prodotta da quest'ultimo per alimentare il compressore ed aumentare l'efficienza del sistema. In questo modo si avrà la produzione di acqua calda a costo zero, nella sostanza. Ricordiamo che esiste anche un'altra soluzione, ne abbiamo parlato in un articolo precedente. Il solare termodinamico di Ohikia, una interessante startup italiana. La cosa più innovativa del sistema di Ohikia è che il pannello utilizzato, oltre a produrre acqua calda, genera anche energia ed attraverso un ingegnoso sistema si può alimentare il condizionamento estivo. Il tutto si avvale di una speciale batteria termica.

Solare termodinamico - Incentivi e detrazioni fiscali 2019

Per chi vuole installare un impianto solare termodinamico sono presenti varie agevolazioni, sotto forma di incentivi e detrazioni fiscali, in entrambi i casi rinnovati per tutto il 2019 dall'ultima Legge di Bilancio. Per capire qual'è la soluzione migliore da adottare nel vostro caso vi consigliamo la lettura di due articoli. Il primo sul Conto Termico 2.0 ed il secondo sugli Ecobonus 2019. In genere il Conto Termico prevede un percorso burocratico più complesso, ma ognuna delle due soluzioni ha i suoi pro e i suoi contro. Oltre agli incentivi statali può esserci anche la concomitanza di agevolazioni a livello regionale e comunale.

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