Acqua calda solare

Un modo brillante per ridurre fino all'80% le bollette del riscaldamento dell'acqua

Illustrazione di Harry Campbell

un. collettore solare a piastre piatte;
b. vaso di espansione;
c. pompa;
d. controllore;
e. serbatoio di stoccaggio;
f. fornitura principale;
g. scaldabagno;
h. acqua calda per casa

Se hai mai sentito scorrere l'acqua calda da un tubo da giardino steso su un prato soleggiato, sai come funziona il riscaldamento solare dell'acqua. E se hai mai pagato una bolletta del carburante o dell'elettricità, puoi capire perché usare i raggi del sole per riscaldare l'acqua è una buona idea. Fino al 25 percento della bolletta delle utenze domestiche va a riscaldare l'acqua per lavare i vestiti, i piatti e noi stessi. Un sistema solare per l'acqua calda può ridurre questi costi di due terzi, senza utilizzare combustibili fossili o causare inquinamento. Non hai nemmeno bisogno di vivere in un clima soleggiato per approfittare di questa fonte infinitamente rinnovabile di energia libera. Grazie ai progressi nella tecnologia dei collettori solari, questi sistemi sono diventati pratici anche in luoghi in cui il cielo è grigio più spesso del blu.

L'installazione di base consiste in un collettore solare che intrappola il calore e che si trova all'aperto in una posizione aperta rivolta a sud, solitamente sul tetto, e in un serbatoio di stoccaggio dell'acqua all'interno della casa. Nei climi freddi, una pompa fa circolare un liquido retato antigelo attraverso un circuito chiuso di tubi che collega la matrice sul tetto e il serbatoio. Una serpentina sommersa all'interno del serbatoio trasferisce il calore dal liquido riscaldato dal sole alla rete idrica domestica. (Nelle zone non soggette a gelo, l'acqua potabile può essere riscaldata direttamente dal collettore.)

I collezionisti vengono in due tipi principali. I più popolari sono i cosiddetti collettori a piastre piatte: scatole di vetro coibentate con tubi di rame attaccati ad assorbitori di calore "fogli di assorbitore". In condizioni ideali, possono produrre acqua a 150 gradi, ben oltre l'acqua di 125 gradi in un tipico scaldabagno. I collettori a tubo più efficienti incapsulano i fogli e i tubi dell'assorbitore in tubi di vetro per ottenere il massimo effetto isolante (vedere la diapositiva 2 a sinistra: Raccolta del calore in un vuoto). Possono riscaldare l'acqua fino a 200 gradi. E poiché i tubi possono catturare calore quando il sole non è direttamente sopra la testa e anche nei giorni nuvolosi, non è necessario un grande array per ottenere un sacco di acqua calda. Il rovescio della medaglia è che costano il doppio delle lastre piatte.

Illustrazione di Harry Campbell

A differenza dei collettori a piastre piatte, i sistemi a tubi sottovuoto racchiudono gli assorbitori solari nel vuoto, evitando qualsiasi significativa perdita di calore.

Costi

Tuttavia, indipendentemente da quanto un collezionista si esibisca o da quanto sia posizionato perfettamente, non c'è modo di aggirare il fatto che si basa su una fonte di energia che funziona solo part-time. "Non puoi mai soddisfare esattamente la domanda, perché non puoi accendere il sole quando ne hai bisogno", afferma Robert Waters di Viessmann, produttore di sistemi solari termici. In alcune parti degli Stati Uniti, i pannelli solari potrebbero fornire fino al 95% dell'acqua calda di una famiglia in estate, ma solo il 20% in inverno. E a differenza dell'elettricità generata dal solare, che può essere immagazzinata in batterie o venduta alla compagnia elettrica, l'acqua calda è una risorsa fugace; anche un serbatoio ben isolato diventa freddo dopo alcuni giorni nuvolosi. Ecco perché praticamente tutti i sistemi solari per l'acqua calda sono integratori, piuttosto che sostituzioni, di scaldacqua convenzionali.

Come spesso accade, costa denaro per risparmiare denaro. Una configurazione tipica per una famiglia di quattro persone, con un serbatoio di stoccaggio da 80 galloni, costa circa $ 5, 000, più altri $ 2, 000 circa per l'installazione. Ma rispetto alle celle fotovoltaiche o ai generatori eolici, i tempi di recupero dell'investimento sono relativamente rapidi, in appena cinque anni, a seconda dei costi energetici locali e dei sussidi statali. (I fattori dell'attuale credito d'imposta federale sugli investimenti per il 30 percento del costo di un sistema solare termico, fino a $ 2000). I sistemi solari ad acqua calda sono anche abbastanza facili da installare in case esistenti. Il serbatoio di accumulo solare è semplicemente collegato al serbatoio di acqua calda esistente, che si accende solo quando l'acqua dal collettore scende al di sotto della temperatura impostata. Nelle nuove case, un singolo serbatoio può essere riscaldato sia da collettori solari che da gas o elettricità. In ogni caso, puoi portare i tuoi risparmi di acqua calda in banca. Oppure puoi saltare nella doccia e cantare una canzone più lunga.

Anche il riscaldamento solare e il raffreddamento

Alcuni sistemi solari possono integrare sistemi di riscaldamento idronici (ad acqua calda), ma non aspettarsi lo stesso tipo di efficienza o di recupero dei collettori solari che forniscono solo acqua calda sanitaria. Questo perché questi sistemi sono costosi e la maggiore richiesta di calore arriva durante i mesi più bui dell'anno. Il maggior beneficio arriva nelle stagioni di spalla, primavera e autunno, quando l'idronica solare può fornire il 20 percento del carico di riscaldamento annuale totale.

Un'applicazione più promettente, ancora in fase di sviluppo, utilizza l'acqua riscaldata dal sole per alimentare i refrigeratori, i sistemi di raffreddamento senza compressori. È un concetto allettante perché i picchi di uscita solare contemporaneamente all'utilizzo CA. La sfida è stata quella di progettare refrigeratori residenziali su piccola scala in grado di funzionare alle basse temperature del fluido che un generatore solare può produrre.

Foglio a strappo del sistema solare

Che cos'è: un modo per integrare la fornitura di acqua calda sanitaria usando l'energia del sole.

Come funziona: il fluido che scorre attraverso un collettore esterno cattura il calore del sole e lo trasporta in un serbatoio di stoccaggio.

Perché ne vuoi uno: taglia i costi dell'acqua calda di due terzi in quanto riduce la dipendenza dai combustibili fossili. Non produce gas a effetto serra.

Cosa cercare:

Sistema a ciclo chiuso: circola il fluido antigelo attraverso il sistema senza toccare l'acqua potabile.
Sistema a circuito aperto: circola acqua potabile. Solo pratico in climi senza ghiaccio.
Approvazione SRCC: Solar Rating and Certification Corporation certifica e valuta in modo indipendente l'efficienza dei sistemi solari per l'acqua calda.

Che cosa costa: $ 5.000 a $ 9.000 installati, a seconda delle dimensioni e del tipo. I crediti d'imposta e gli incentivi alle utilità possono compensare alcuni costi, se il sistema è certificato SRCC.

Dove trovarlo : Viessmann Manufacturing Co. Inc.