Il collettore solare
Un collettore solare trasforma la radiazione del sole in calore e si distingue
così da un pannello fotovoltaico, che trasforma la luce solare in corrente
elettrica generalmente a basso voltaggio.
La figura in fondo alla pagina mostra la struttura di un collettore piano.
L’elemento principale è l’assorbitore, che ha la finalità di assorbire la
radiazione solare incidente a onde corte e di trasformare questa in calore
(trasformazione fototermica).
In genere è composto da un metallo con buona capacità di conduzione del calore (per esempio il rame) e dovrebbe riuscire a trasformare il più completamente possibile la radiazione solare in calore.
Al giorno d’oggi nella maggior parte dei collettori piani o a tubi sottovuoto vengono impiegati assorbitori dotati di un cosiddetto strato selettivo, che determina un alto grado di assorbimento (a > 0,95) nel range delle lunghezza d’onda della radiazione solare e contemporaneamente irradiano poca energia, grazie a un basso fattore di emissività (e < 0,1) nelle lunghezze d’onda della radiazione termica.
Gli strati selettivi possono essere ottenuti con procedimento galvanico
(cromo, alluminio con pigmentazione al nickel) oppure applicati sotto vuoto (per
esempio Tinox o
Cermet).
Un buon contatto termico tra l’assorbitore e un fluido termovettore in
circolazione (per esempio acqua, glicole oppure aria) permette la cessione del
calore al fluido termovettore e di conseguenza il trasporto fuori dal collettore
del calore pronto per essere usato.
Per ridurre le dispersioni termiche e per migliorare il rendimento del
collettore, l’assorbitore viene provvisto di una copertura trasparente frontale,
mentre lateralmente e sul retro viene coibentato.
Nei collettori a tubi sottovuoto ogni striscia di assorbitore è inserita in
un tubo di vetro in cui è stato creato il vuoto. Questo comporta un’ottima
coibentazione che rende possibile il raggiungimento di temperature di lavoro
anche nel campo del calore per processi industriali.
Per il riscaldamento dell’acqua di piscine si utilizzano collettori senza
copertura in materiale plastico (per esempio PP = polipropilene, EPDM = caucciù
sintetico), poiché le temperatura necessarie sono relativamente basse.