Le Varie Tipologie Di Impianti Solari Termici Combinati
Gli impianti solari termici combinati sono sistemi in grado di sfruttare l’energia del sole per soddisfare non solo il fabbisogno di acqua calda sanitaria (ACS), ma anche una parte significativa del riscaldamento ambientale di un edificio. A differenza dei semplici impianti solari termici monofunzione, pensati esclusivamente per la produzione di ACS, i sistemi combinati presentano una progettazione più sofisticata e sono in grado di gestire una maggiore variabilità della domanda energetica.
Tuttavia, la fonte solare è per sua natura intermittente e non sempre prevedibile. Questo significa che non è possibile garantire la copertura totale del fabbisogno termico annuale con la sola energia solare. Tentare di farlo porterebbe a un impianto fortemente sovradimensionato, con superfici collettori molto ampie e accumuli di grande volume, che risulterebbero inutilizzati per lunghi periodi, in particolare durante l’estate. Per evitare inefficienze economiche e tecniche, si ricorre all’integrazione dell’energia solare con una fonte ausiliaria, come una caldaia a gas, una pompa di calore o, in casi meno comuni, un generatore elettrico.
Le soluzioni tecniche per questa integrazione sono fondamentalmente tre:
Integrazione diretta nell’accumulo – In questo caso, un termostato all’interno del serbatoio rileva la temperatura nella parte alta dell’accumulo. Se la temperatura dell’acqua non è sufficiente, il sistema ausiliario si attiva per portare il fluido alla temperatura desiderata. Questo sistema consente una gestione automatica, ma rischia di sottoutilizzare la componente solare.
Sistema ausiliario in serie – Qui l’acqua preriscaldata dal sole viene ulteriormente riscaldata dalla fonte ausiliaria solo quando necessario. Questo sistema valorizza pienamente l’energia solare disponibile, ma può comportare una progettazione più complessa.
Sistema ausiliario in parallelo – Il sistema ausiliario funziona indipendentemente dall’accumulo solare, entrando in funzione quando la temperatura dell’acqua richiesta non è disponibile. Anche questo schema, però, può portare a un impiego non ottimale dell’energia solare.
Negli impianti moderni, la tendenza è quella di favorire il sistema in serie, magari coadiuvato da un sistema di controllo intelligente, per garantire il massimo rendimento e l’adattabilità alle variazioni climatiche.
Il Contributo Energetico Di Un Impianto Solare Termico
Il contributo reale fornito da un impianto solare termico combinato dipende da molte variabili: dimensionamento, zona climatica, tipologia dell’abitazione, abitudini degli utenti, tecnologie impiegate e grado di isolamento termico dell’edificio.
Generalmente, per un’abitazione situata in una zona climatica temperata, il fabbisogno di energia termica per il riscaldamento degli ambienti può essere dalle 2 alle 10 volte superiore rispetto a quello richiesto per l’acqua calda sanitaria. Ciò rende evidente quanto più difficile sia coprire in modo significativo il riscaldamento rispetto all’ACS.
In media, un impianto solare termico ben progettato può coprire:
Fino al 70% del fabbisogno di ACS, nelle zone a buona insolazione;
Dal 10% al 40% del fabbisogno di riscaldamento ambientale.
Superare questi limiti, soprattutto per il riscaldamento, comporterebbe l’adozione di superfici solari molto estese e costi di investimento difficilmente giustificabili, a meno di specifiche esigenze (edifici NZEB o passivi, case isolate con limitata disponibilità di combustibili fossili, ecc.).
Va anche sottolineato che i collettori solari termici offrono le migliori prestazioni a temperature dell’acqua comprese tra 30°C e 45°C, valori tipici dei sistemi di riscaldamento a bassa temperatura. Di conseguenza, l’utilizzo con sistemi ad alta temperatura (come i radiatori tradizionali, che richiedono 60–70°C) risulta inefficiente. Per massimizzare il rendimento, è quindi preferibile abbinarli a impianti a pavimento radiante, a parete o a ventilconvettori a bassa temperatura.
In questo contesto, la riqualificazione energetica dell’involucro edilizio (isolamento, serramenti, tenuta all’aria) diventa un’azione complementare fondamentale per migliorare l’efficacia dell’impianto solare termico combinato.
I Sistemi Solari Termici Per Riscaldare le Piscine
Uno degli impieghi più intelligenti e sostenibili dell’energia solare è il riscaldamento delle piscine, specialmente quelle scoperte utilizzate nella stagione estiva. In questo caso, i sistemi solari termici combinati offrono il massimo del rendimento, per almeno tre motivi principali:
Bassa temperatura richiesta – Per motivi igienici e di comfort, la temperatura dell’acqua delle piscine si aggira tra i 25°C e i 28°C. Questa soglia è facilmente raggiungibile dai collettori solari, che operano a massimo rendimento proprio in questo intervallo di temperatura.
Semplicità dell’impianto – L’acqua della piscina stessa può fungere da serbatoio di accumulo, riducendo la complessità impiantistica. In molti casi, si impiegano collettori piani scoperti in polipropilene o polietilene, più economici e particolarmente adatti all’uso estivo.
Coincidenza tra disponibilità e domanda – Il bisogno di riscaldare la piscina coincide perfettamente con i mesi più soleggiati. Questo consente una copertura del fabbisogno prossima al 100%, evitando quasi del tutto l’uso di fonti ausiliarie.
Un impianto solare per piscina è anche uno dei più facili da installare in retrofit e può contribuire a un importante risparmio energetico, riducendo i consumi elettrici o a gas dei sistemi di riscaldamento convenzionali. Inoltre, l’adozione di una copertura termica notturna (teloni isotermici galleggianti) riduce la dispersione di calore e aumenta l’efficienza complessiva del sistema.
Il Fattore Di Copertura Della Domanda Di Calore
Uno dei parametri chiave nella progettazione di un impianto solare termico combinato è il cosiddetto fattore di copertura (Fc), che rappresenta la percentuale del fabbisogno termico annuale coperta dalla fonte solare.
Valori tipici di Fc, in funzione dell’utenza e del sistema installato, sono i seguenti:
ACS (acqua calda sanitaria): 40%–70%
ACS + riscaldamento ambienti: 20%–40%
Piscine estive: 70%–100%
L’obiettivo di ogni progettista è trovare un equilibrio tra un Fc elevato e un investimento economicamente sostenibile. Superare certi limiti, infatti, implica una spesa iniziale più alta e un rischio di surplus energetico estivo non utilizzabile, con conseguenti problemi di stagnazione del fluido e deterioramento dei materiali.
Per migliorare l’efficienza globale si possono adottare tecniche più avanzate, come:
Accumuli stratificati, che consentono un migliore sfruttamento delle varie temperature nel serbatoio;
Accumuli stagionali, che permettono di immagazzinare calore nei mesi estivi per utilizzarlo nei mesi freddi. Questi sistemi, come i borehole thermal energy storage (BTES) o i serbatoi interrati di grande volume, sono impiegati in progetti su larga scala o in edifici NZEB (Nearly Zero Energy Building);
Gestione domotica dei flussi energetici e dei carichi termici, per ottimizzare il bilancio tra produzione solare e domanda.
Nei contesti residenziali privati, il compromesso ideale prevede un Fc complessivo intorno al 30%–50%, con accumuli di dimensioni contenute e costi ben calibrati rispetto al risparmio atteso.
I Tre Principali Tipi Di Riscaldamento A Pannelli Radianti
Il riscaldamento a bassa temperatura è fondamentale per sfruttare al meglio l’energia prodotta da un impianto solare termico. Tra i sistemi più efficaci troviamo i pannelli radianti, che offrono comfort, efficienza e un perfetto abbinamento con fonti rinnovabili.
Le soluzioni si distinguono in base alla collocazione dell’impianto:
Pannelli radianti a pavimento – Sono i più diffusi. Consistono in tubazioni inserite sotto il massetto del pavimento, all’interno delle quali circola acqua a bassa temperatura (30–40°C). Offrono una diffusione uniforme del calore, riducendo le dispersioni e aumentando il comfort percepito. Richiedono però un’inerzia termica elevata e tempi lunghi di messa a regime.
Pannelli radianti a parete – Utilizzati in alternativa o a integrazione del pavimento, specialmente in caso di pavimenti pregiati o quando non è possibile effettuare interventi strutturali pesanti. Garantiscono una buona diffusione del calore e si adattano a interventi di riqualificazione.
Pannelli radianti a soffitto – Meno comuni, ma molto efficaci in contesti industriali o direzionali. Offrono tempi di reazione più rapidi e una stratificazione termica più contenuta.
I sistemi a pannelli radianti possono essere alimentati in due modi principali:
Elettricamente, tramite resistenze inserite nei pannelli. Questa soluzione è semplice da installare, ma presenta costi di gestione elevati ed è più adatta a piccoli ambienti.
Idronicamente, ovvero con acqua calda. Questo sistema è il più comune e conveniente, soprattutto se alimentato da un impianto solare termico combinato o da una pompa di calore, con un’efficienza energetica elevata (COP > 3).
I pannelli radianti ben si prestano alla termoregolazione ambiente per ambiente, permettendo di adattare il comfort alle esigenze degli utenti e riducendo gli sprechi.
Considerazioni Finali e Incentivi Attuali
A oggi, l’adozione di un impianto solare termico combinato beneficia di agevolazioni fiscali attraverso:
Detrazione del 50% per interventi di ristrutturazione edilizia;
Detrazione del 65% per interventi di efficienza energetica (Ecobonus), se abbinato a sistemi di contabilizzazione e a un’effettiva riqualificazione;
Conto Termico 2.0, un contributo a fondo perduto erogato dal GSE, particolarmente interessante per impianti sotto i 50 kWth, con tempi di rimborso brevi e rendimenti elevati.
La scelta di una soluzione combinata solare termico + riscaldamento radiante è oggi una delle più intelligenti per chi cerca indipendenza energetica, comfort abitativo e rispetto ambientale. La tecnologia è matura, affidabile e ben supportata da una filiera tecnica qualificata.
Il vero limite, come sempre, è progettare con intelligenza: ogni edificio, ogni famiglia e ogni contesto climatico richiede una valutazione ad hoc, con un dimensionamento corretto, l’integrazione con fonti ausiliarie efficienti e una gestione termica dinamica.
