Rendimento dei collettori solari
Il rendimento dei collettori solari è la capacità del pannello solare di trasformare i raggi solari in energia termica utile. In media, un collettore solare termico riesce a trasformare in energia utile circa l'80% dell'energia solare catturata dal pannello. L'energia solare riscalda un liquido termovettore che a sua volta scambia calore con l'acqua sanitaria depositata in un serbatoio poco distante dal pannello, producendo acqua calda.
Come si determina il rendimento
Il rendimento dei collettori solari è determinato da tre fattori principali:
In questa pagina di approfondimento sul rendimento dei pannelli solari, prenderemo in considerazione soltanto questi tre aspetti principali in linea generale. Senza nulla togliere ad altri fattori secondari (o locali) che possono influire anche notevolmente sulla corretta configurazione dell'impianto solare.
Orientamenti dei collettori solari
L'orientamento migliore dei collettore solare, nell'emisfero boreale (il nostro), si ottiene orientandolo verso sud. Per ottenere il massimo rendimento i raggi solari devono colpire il pannello in modo diretto e perpendicolare. Al contrario, nell'emisfero australe (emisfero sud) si dovrà orientare il pannello verso nord. In generale, possiamo assumere che il migliore orientamento dei pannelli solari è verso la direzione dell'equatore seguendo la stessa longitudine del luogo dell'impianto. Si tratta ovviamente soltanto di una regola generale. Alcuni fattori locali (zone d'ombra nel corso della giornata, caratteristiche meteo del luogo ecc.) possono contribuire a modificare l'orientamento dei collettori verso sud-est o verso sud-ovest.
Inclinazione dei collettori solari
L'inclinazione dei collettori solari contribuisce a determinare il rendimento dei pannelli solari. I raggi solari devono colpire la superficie del pannello in modo diretto e perpendicolare. Tuttavia, l'angolazione dei raggi solari non è ovunque uguale, bensì varia in base alla latitudine del luogo e del periodo dell'anno. Generalmente si tende ad applicare una inclinazione del pannello solare ad un angolo pari alla latitudine del luogo di ubicazione dell'impianto. Quindi i pannelli solari ci appariranno più orizzontali (piani) man mano che ci sposta verso l'equatore, più verticali quando ci si sposta verso i poli.
Clima e zone d'ombra
Il collettore solare per produrre energia necessita dell'irraggiamento solare. Pertanto, se l'impianto è situato in zone d'ombra causate da ostacoli naturali (alberi) o artificiali (palazzi) non avrà un rendimento accettabile per l'utente. In questi casi, quando non è possibile spostare altrove l'impianto, è utile modificare l'orientamento dei collettori per massimizzare il rendimento nelle ore di irraggiamento diretto nel corso della giornata sacrificando quelle in cui l'impianto entra in una zona d'ombra. Anche i fattori climatici possono determinare la medesima scelta. Ad esempio se una regione è soggetta a frequenti precipitazioni pomeridiane, è utile orientare il collettore per massimizzare il rendimento nelle ore della mattina. Viceversa, in caso di frequenti foschie nelle prime ore della giornata, è utile orientare i collettori per ottenere il massimo rendimento nella fascia pomeridiana. Lo stesso si può ottenere modificando l'inclinazione dei pannelli se l'utente ha necessità di ottenere il massimo rendimento soltanto nei mesi invernali (es. utenze domestiche) oppure soltanto nei mesi invernali (es. villaggi turistici).
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