Energia solare termica

L'energia del sole può essere utilizzata facilmente per scaldare l'acqua per uso sanitario attraverso un collettore solare che raccoglie i raggi del sole su una piastra dentro la quale scorre l'acqua che viene riscaldata. Al villaggio ecologico di Granara abbiamo realizzato un collettore con tecniche molto semplici e in autocostruzione insieme ad alcuni studenti del Politecnico di Milano.              

Come abbiamo costruito il collettore solare:

Il principio base di un collettore solare è quello di raccogliere il calore del sole per scaldare l'acqua. Per avere buoni rendimenti è necessario massimizzare l'assorbimento e invece minimizzare le dispersioni. Si stima che per ogni persona è necessario almeno 1 m2 di pannello. Il pannello solare costruito a Granara è costituito da una cornice di struttura in legno che mantiene una piastra in rame come indicato nello schema. Il rame è verniciato di nero in maniera da aumentare l'assorbimento dei raggi solari. La piastra è composta da piccoli tubi, nei quali scorre l'acqua, che sono saldati ad una lastra di superficie assorbente, sempre in rame verniciato. In questa maniera si concentra sull'acqua il calore raccolto da una superficie più ampia di pannello. Nei tubi scorre una piccola quantità d'acqua che così si scalda facilmente. Nella parte inferiore e superiore della piastra si trovano i tubi che portano l'acqua fredda al pannello e raccolgono l'acqua calda in uscita. Sopra la piastra in rame è stata posta una lastra di vetro che limita le dispersioni di calore creando un effetto uguale a quello che si realizza in una serra. Sotto il pannello è stato invece sistemato uno strato di materiale isolante (nel nostro caso poliuretano) per impedire che il calore raccolto si disperda sul tetto. Il materiale isolante è ricoperto di uno strato riflettente in maniera da riflettere il calore verso la piastra. Nella parte inferiore del pannello c'è un piccolo sfiato per far uscire la condensa che a volte si forma sulla lastra di vetro. L'acqua così riscaldata non viene direttamente utilizzata, ma serve a scaldare l'acqua nel serbatoio scorrendo all'interno di una serpentina. Si preferisce questo sistema di riscaldamento indiretto perché, essendo il collettore solare all'esterno, l'acqua che scorre nel pannello può ghiacciare nei mesi invernali e quindi deve essere miscelata con un anticongelante. Una pompa permette la circolazione forzata della miscela acqua-anticongelante dal pannello alla serpentina del serbatoio e viceversa. Un pannello solare non può scaldare l'acqua abbastanza per tutti i giorni dell'anno. Nei mesi invernali con il cielo coperto è necessario integrare il sistema del pannello con un bruciatore, ma il vantaggio è nella quantità di combustibile che si risparmia nell'arco di un anno. Al villaggio di Granara, il collettore solare è integrato con un termocamino a legna come si può vedere nello schema.

 Per le docce del campeggio estivo è stato realizzato questo semplice pannello composto da un supporto isolante di pannelli di paglia pressata con cemento e da un tubo di gomma nero arrotolato a spirale. La superficie del supporto è resa riflettente con uno strato di foglio di alluminio in maniera da concentrare i raggi solari sul tubo nero ed aumentare la temperatura dell'acqua. Il sistema fornisce alle docce l'acqua così calda che deve essere miscelata con l'acqua fredda dell'acquedotto.