3 esempi di collettori solari

I collettori solari sono dispositivi che catturano il calore del sole per svolgere compiti, al contrario dei pannelli fotovoltaici che utilizzano la luce del sole. Un uso comune per un collettore solare è fornire acqua calda residenziale, ma possono anche fornire aria calda per il riscaldamento domestico o persino materiali surriscaldanti per la generazione di elettricità. Sebbene esistano molti diversi design di collettori solari, rientrano in tre grandi categorie.

Un collettore solare piano rappresenta il tipo più semplice, composto da una scatola rettangolare con una copertura in vetro e uno strato inferiore termoassorbente. La luce del sole attraversa il vetro, riscaldando l'interno, e una serie di tubi o condotti consente all'acqua o all'aria di fluire attraverso l'unità e di assorbire il calore ambientale. I collettori piani non smaltati tralasciano il vetro e la scatola sigillata e si affidano semplicemente al calore del sole, riscaldando i tubi stessi. Un'altra variante include un serbatoio dell'acqua montato sul tetto verniciato per assorbire il calore solare. Questi tipi di collettori sono più adatti per i climi caldi, poiché anche la versione a scatola stagna consentirà al calore raccolto di fuoriuscire facilmente nell'aria fredda.

Per climi più freddi o applicazioni che richiedono temperature dell'acqua più elevate, un sistema di tubi evacuati offre un migliore isolamento. In questi collettori, ogni tubo passa attraverso un tubo di vetro sigillato senza aria all'interno. Ciò consente al tubo di funzionare come un thermos, riducendo al minimo il trasferimento di calore dal tubo riscaldato interno all'ambiente esterno. I collettori a tubi evacuati possono essere in grado di mantenere temperature dell'acqua di oltre 50 gradi Celsius (122 gradi Fahrenheit) al di sopra della temperatura ambiente.

Se hai bisogno di un sistema in grado di fornire costantemente acqua molto calda, un concentratore solare è la soluzione migliore. I concentratori utilizzano specchi per riflettere e concentrare l'energia del sole sui tubi dell'acqua, aumentando notevolmente la temperatura dell'acqua all'interno. Poiché gli specchi nei concentratori solari si curvano per focalizzare i raggi del sole, funzionano meglio quando sono puntati direttamente al sole e spesso includono sistemi di tracciamento per seguire il sole attraverso il cielo per il massimo esposizione. I concentratori solari sono comuni nelle centrali solari su larga scala, che contengono grandi campi di specchi a forma di trogolo che riscaldano una rete di tubi dell'acqua per creare vapore. Questo vapore aziona una turbina, creando elettricità.

Una variazione del design del concentratore solare è la torre solare. Invece di un campo di concentratori che riscaldano ciascuno una sezione di una rete di tubi dell'acqua, un sistema a torre solare utilizza un campo di specchi che concentrano la loro energia su un'unica torre centrale. Ciò aumenta la temperatura nel punto focale così in alto che invece dell'acqua, la torre può contenere materia solida come il sale che si scioglie sotto il calore intenso. I tubi dell'acqua passano attraverso la struttura, assorbendo calore dalla sostanza fusa, e il vapore fornito aziona una turbina per generare elettricità. I sistemi a sale fuso hanno un vantaggio significativo rispetto ai tradizionali concentratori solari, perché il sale rimane abbastanza caldo da creare vapore molto tempo dopo il tramonto del sole. Ciò può consentire a un impianto solare di creare elettricità 24 ore al giorno invece di rimanere inattivo di notte.