Il solare termico attivo (bozza)

Lasciare al sole una matassa di tubo per farsi una doccia calda d’estate è solare passivo, mentre installare un pannello per l’acqua calda è solare attivo.

Ma siccome i costruttori ed i rivenditori di pannelli sono costretti a tenere un registro del materiale venduto, fare le statistiche del solare attivo è possibile.

Di sotto c'è un grafico che riporta quanti pannelli solari per il riscaldamento erano operativi nel 2010.

Weiss e Mauthner (2012) sostengono che nel 2010 tutti i collettori solari del mondo hanno prodotto 162 TWh di acqua calda. Una quantità di energia che ha evitato di far bruciare 17.3 Mtoe di petrolio. [1]

Non è trascurabile, anche se, confrontato col totale delle fonti primarie del 2011 (13100 Mtoe), è poco più di un millesimo.

Il maggior utilizzatore di collettori è la Cina, con una capacità istallata di 118 GW_termici, il 60% di tutto il mondo. Coi suoi collettori ha evitato di bruciare quasi 13 Mtoe di petrolio, cinque millesimi del totale cinese (2740 Mtoe).

Anche se viene definito attivo il collettore solare non è che si ammazzi di lavoro. Se ne sta seduto a scaldarsi al sole, mentre un sistema di tubi trasferisce il calore dove serve.

Ci sono collettori ad acqua e ad aria. I primi coprono il 95% del mercato e servono per l’acqua calda, i secondi per riscaldare gli ambienti o per preriscaldare l’aria in alcuni processi industriali.

I collettori ad acqua si dividono in glazed (col vetro di copertura) e unglazed (senza vetro).

Gli unglazed, che rappresentano il 12% dei collettori ad acqua, sono normalmente fatti di plastica nera, stabilizzata per resistere ai raggi ultravioletti. Dato che non hanno copertura di vetro, sono in grado di assorbire una maggiore porzione di energia solare rispetto ai glazed, ma, proprio per l’assenza del vetro, la perdono più velocemente se c’è freddo o vento. Scambiano così bene il calore con l’aria che possono catturarlo anche di notte, se fuori c’è vento caldo. In pratica sono ideali per scaldare una piscina, cedendo il calore man mano che lo accumulano. Non è un caso che siano diffusi soltanto negli Stati Uniti e in Australia.

I glazed (col vetro di copertura) sono sostanzialmente di due tipi: i Flat Plate Collectors (FPC) e gli Evacuated Tube Collectors (ETC).

I Flat Plate esistono da più di un secolo e non sono ovviamente l’ultimo grido in fatto di tecnologia. Consistono di una lastra assorbente, di solito di rame dipinto di nero, sulla quale sono saldati i tubi di rame in cui fluisce l’acqua. La lastra è poggiata su un isolante, protetta da un vetro e incapsulata in una cornice di metallo, tre cose che contribuiscono a mantenerla calda.

Gli Evacuated Tube sono invece stati inventati cinquant’anni fa e sono molto diffusi in Cina. La struttura esterna di un ETC è la camera da vuoto ricavata tra due tubi di vetro, in pratica un termos. Il vetro esterno è trasparente, per lasciar passare la luce solare, mentre quello interno è rivestito da uno strato di nitruro di alluminio che assorbe la radiazione e riflette pochissimo.

All’interno del termos, che sotto il sole diventa molto caldo, è inserita una heat pipe, cioè un terzo tubo contenente un liquido a bassa pressione. Grazie al calore, il liquido evapora e sale verso la parte alta del tubo, dove cede il calore all’acqua da scaldare, condensa e ricade giù.

Su internet si trovano diversi grafici che paragonano l’efficienza delle tre tecnologie. Non sono sempre immediati da interpretare, ma il senso è che più alta la temperatura da raggiungere, maggiore la schermatura da mettere (perché anche i collettori solari emettono calore, come qualunque oggetto).

Tra le fonti “moderne”, il solare termico (attivo) ha prodotto un quarto di tutta l’energia rinnovabile generata nel 2011. [2] E anche se negli ultimi anni l’eolico ed il fotovoltaico sono cresciuti più velocemente, il termico lo ha fatto godendo di incentivi più ridotti.

Nel mondo, la più grande quantità di solare termico è stata istallata in Cina. Ma come, non erano i cinesi quelli a cui non importa niente dell’ambiente? Forse perché sono tanti, bisognerebbe vedere a testa.

Vediamo: per ogni italiano ci sono 30 Watt di collettori istallati, per ogni spagnolo 35, per ogni americano 50 e, per ogni cinese? 90 W [2]! Come 90 W? Questi cinesi farebbero qualunque cosa pur di farci dispetto.