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n.5 marzo 2012
Gli scenari preparati in sede
di Unione Europea e gli
studi sulle tecnologie solari
prevedono un utilizzo sempre
più esteso dell’energia
solare sia per le esigenze
di riscaldamento, sia per
quelle di raffrescamento.
Nei prossimi decenni le
case perderanno il tetto
tradizionale come finora
concepito per avere, almeno
sulle falde esposte a sud, una
apparato tecnologico in grado
di catturare la luce solare e
convertirla sia in elettricità, sia
in calore da immagazzinare
in sistemi dalle dimensioni
ridotte, ma molto più efficienti
degli attuali. Questo tetto
solare sarà modulare,
completamente integrato
insieme alle finestre, con la
possibilità di fornire anche
il raffrescamento in estate
grazie ai sistemi avanzati di
assorbimento e cicli inversi.
Questa può essere
sicuramente una visione
ottimistica, certo è che
già oggi esistono esempi
di abitazioni totalmente
autosufficienti, grazie al solare
termico (Freiburgo 1991) e
molti che usano il solare per
riscaldare tra il 50 e il 100%.
Dove si può arrivare?
Sicuramente il potenziale
tecnico delle tecnologie
solari è stato sottostimato:
dai semplici pannelli per il
riscaldamento dell’acqua
si è passati a sistemi più
complessi con diverse parti
dell’impianto che hanno subito
un’evoluzione tecnologica
notevole nell’ultimo decennio,
in parte inaspettata.
Ma è l’evoluzione a medio e
lungo termine che potrebbe
riservare delle sorprese
con la ricerca tecnologica
che indaga per trovare il
breakthrough in diversi settori
chiave. Per esempio, i sistemi
di stoccaggio dell’energia
solare sono tuttora dei
veri “colli di bottiglia” della
tecnologia e difficilmente
troveranno una soluzione
nell’immediato. Allo studio
sono, infatti, sistemi
termochimici, cioè materiali
(soluzioni) che riescono
a conservare meglio il
calore rispetto all’acqua
solitamente utilizzata,
oppure ci sono speranze per
i materiali a cambiamento
di fase, ovvero materiali
che diventano liquidi o
solidi con il riscaldamento
e sono in grado di meglio
immagazzinare il calore per
unità di massa nel tempo.
Una delle soluzioni più
all’avanguardia prevede
l’uso di liquidi e materiali
completamente integrati
nella struttura dell’edificio.
La sfida non è semplice
perché implica anche
la conoscenza delle
tecniche costruttive e una
specifica integrazione dei
sistemi secondo concetti
completamente nuovi
rispetto all’approccio seguito
finora per sistemi in cui
veniva semplicemente
maggiorato il serbatoio
e sostituito o integrato il
sistema di riscaldamento
tradizionale con l’inserimento
dei pannelli. In pratica,
si cerca di costruire un
edificio che sia già in grado
di immagazzinare il calore
proveniente da superfici
captanti direttamente integrate
nelle superfici esterne. Il
sistema così complesso
sarebbe gestito da nuovi tipi
di pompe di circolazione in
fase di sviluppo: consumano
l’80% in meno di quelle
tradizionali e vengono attivate
da sensori di temperatura e
pressione sull’intero circuito.
Sul fronte dell’efficienza
di conversione della luce
solare in calore, la ricerca
si sta focalizzando su due
parti specifiche dell’impianto:
la saldatura tra superficie
captante e tubi che potrebbe
essere sostituita da materiali
come quelli metalloplastici già
predisposti alla captazione
della radiazione e privi della
saldatura (il punto debole
della trasmissione del calore)
e il vetro di sigillatura del
pannello, di cui vengono
studiate e sperimentate
tecnologie per la produzione
che lo rendano sempre
più efficiente a mantenere
all’interno del pannello la
radiazione solare.
L’evoluzione di questa
visione del futuro tecnologico
è di applicare i medesimi
concetti e progressi anche
al teleriscaldamento solare,
ovvero avere diverse
superfici captanti in un
distretto abitativo in grado
di convogliare il calore in
un unico impianto a servizio
dell’intero complesso. Ma
il solare termico non è solo
calore; ovvero, con il calore
del solare è anche possibile
produrre frigorie grazie ai
frigoriferi ad assorbimento.
Attualmente il mercato
mondiale del condizionamento
è dominato dai sistemi a
split decentrati collocati in
ciascuna stanza con una
unità centrale che gestisce un
numero limitato di periferiche.
Questi sistemi sono
abitualmente meno efficienti
in termini di raffrescamento
rispetto alle grandi tecnologie
centralizzate. Ciò sottolinea
la necessità di sviluppo delle
piccole macchine termiche
di raffreddamento solare
nel range di 2-5 unità per
kW. Raffrescamento solare
e aria condizionata sono
ancora nelle prime fasi di
sviluppo e offrono un ampio
potenziale di innovazione.
La ricerca è focalizzata
sui materiali per migliorare
lo scambio di calore negli
assorbitori in modo da avere
unità compatte ed efficienti,
appetibili per il mercato.
Su questa stessa linea di
ricerca ci sono i sistemi “sola
Figura 1 - I target per il solare termico al 2020 e lo stato di fatto al 2010
[Estif 2011]
FOCUS
Figura 2 - Superficie media nazionale di metri quadri di solare termico installato
pro capite al 2010 [Estif 2011]