Breve storia del pannello solare termico:
Già i Romani avevano sviluppato dei sistemi di riscaldamento delle abitazioni e dell' acqua basati sull'utilizzo dell'energia solare e dell'effetto serra creato dal vetro, ma molti secoli dovevano passare prima che si pensasse di sfruttare in modo sistematico le inesauribili risorse solari. 1767 Horace-Bénédict de Saussure, naturalista, geologo e fisico di Ginevra, costruí il primo esempio di pannello solare, detto “eliometro”.
Era un dispositivo molto semplice, costituito da una scatola di legno foderata di sughero nero, sulla parte superiore della quale erano applicati tre strati di vetro posti ad opportuna distanza: la temperatura all'interno della scatola arrivava a 109 °C.
Lo scienziato inoltre dimostrò che questa temperatura era indipendente dall'altitudine, a parità di esposizione: durante una famosa spedizione sul Monte Bianco rilevò infatti gli stessi valori.
L'astronomo John Herschel usò un dispositivo analogo per cucinare il cibo nella sua spedizione in Africa nel 1830, inaugurando una tecnica di cottura oggi detta cooking, un sistema ecologico che produce buoni risultati e permette a molte popolazioni povere di cucinare evitando l'uso del legno.
Qualche anno dopo il francese Auguste Mouchot pensò di sfruttare l'energia solare per la produzione di energia meccanica, con l'intento di ridurre la dipendenza dal carbone dell'industria del suo Paese.
Brevettò cosí il primo motore, della potenza di 1 KW, e il suo progetto convinse i politici del tempo, in particolare Napoleone III, che gli assicuròi fondi per continuare le sue ricerche. basso prezzo del carbone però lasciò nell'ombra i grandi progressi tecnici fatti.
Gli ultimi anni del 1800 videro notevoli progressi su diversi fronti: nel 1878 l'inglese William Adams cominciò la costruzione della prima torre a concentrazione per la produzione di energia elettrica, e nel 1885 il francese Charles Tellier utilizzòpannelli piani per la produzione di vapore. oltreoceano ci si dedicava a questo tipo di studi: nello stesso periodo infatti, John Ericsson inventò i primi pannelli parabolici e li applicò a vari motori solari, seguito da Frank Shuman nel 1906. Shuman costruí un impianto in Egitto che, grazie a concentratori distribuiti su una superficie di 4000 m2, forniva una potenza di circa 300 KW.
Il primo sistema commerciale per la produzione di acqua calda fu brevettato dall’Americano Clarence Kemp nel 1891.
Già nel 1897 un terzo delle case di Pasadena, in California, erano dotate di dispositivi solari per il riscaldamento della acqua.
Dal 1920 in poi si diffuse nelle regioni maggiormente soleggiate degli Stati Uniti, come Florida e California, il cosiddetto "day and night water heater", che era in grado di fornire acqua calda durante tutto il giorno (era un sistema a circolazione naturale in cui l’acqua veniva accumulata in un serbatoio posto più in alto dei collettori piani).
Pochi anni dopo, intorno al 1935 fu realizzato il primo edificio in cui l’impianto di riscaldamento utilizzava una serie di collettori solari per ottenere il fluido scaldante.Negli anni '50 gli scaldacqua solari si diffusero particolarmente, grazie all’introduzione di sistemi più efficienti; i dati relativi a quegli anni parlano di 250.000 piccoli impianti in Giappone, 50.000 negli Stati Uniti (Florida e California soprattutto) ed un discreto numero in Australia, Israele e Sud Africa.Un nuovo forte impulso allo sviluppo di questa tecnologia fu dato dalla crisi petrolifera agli inizi degli anni '70.
Nell’ultimo decennio si è assistito ad un forte sviluppo del solare termico in virtù delle migliorate prestazioni di tali impianti, di una raggiunta maturità ambientale in molti paesi industrializzati e del fondamentale intervento dei loro governi per lo sviluppo di tale tecnologia.
Oggigiorno i sistemi solari per scaldare l'acqua sono in genere utilizzati per gli usi domestici di singole famiglie, per il riscaldamento degli ambienti e per il riscaldamento dell’acqua delle piscine.
Gli impianti per uso domestico sono in media di 4-6 m2, con serbatoio di 150-300 litri, che consentono di produrre acqua calda a “bassa” temperatura (55-65 °C), tuttavia adatte agli usi di cucina, bagni, riscaldamento.
L'energia disponibile (alle nostre latitudini) alle utenze nelle 24 ore è dell'ordine di 1,5-3,5 kWh per ogni m2 di superficie del collettore, rispettivamente in inverno e in estate con cielo sereno.
Nei paesi in cui la ricerca è più avanzata, in aggiunta agli impianti di tipo unifamiliare, sono stati realizzati, a scopo dimostrativo o nell'ambito di programmi sovvenzionati, impianti a collettori solari piani centralizzati, i quali aprono nuove prospettive di applicazione di questa tecnologia.
In Germania, impianti fino a 3.500 m2, con serbatoi per l'acqua calda di alcune centinaia di m3, sono stati installati per il riscaldamento di appartamenti, con sistemi di distribuzione e conteggio del calore, di alberghi, di impianti sportivi, di aziende manifatturiere.
Di particolare interesse gli impianti per il riscaldamento dell'acqua delle piscine (possono fornire fino al 100% delle necessità termiche delle piscine), realizzati in genere con pannelli in polipropilene sono inoltre i più semplici da installare della categoria, e possono ripagarsi anche in un anno e mezzo.Recenti applicazioni "ibride" riscaldano il fluido vettore utilizzando il retro di pannelli fotovoltaici, ottenendo anche il risultato di abbassare la temperatura di questi ultimi, con beneficio per la loro efficienza.Infine, la disponibilità di nuove tecnologie per la costruzione di edifici (per esempio i nuovi materiali isolanti termicamente e trasparenti alla luce) sta aprendo anche la strada alla possibilità di utilizzare i pannelli solari nella climatizzazione invernale e estiva di abitazioni e edifici. A Friburgo, il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems sta sperimentando da anni un nuovo tipo di abitazione climatizzata tutto l'anno solo con l'energia solare.
I pannelli solari in Italia Le prime ricerche sistematiche per il riscaldamento solare dell'acqua furono effettuate in Italia agli inizi degli anni '60 dal Politecnico di Milano nell'ambito di un programma finanziato dal CNR, che comprendeva la sperimentazione di diverse tipologie di impianto a Cortina d'Ampezzo.
I primi modelli di scaldacqua solari commerciali iniziarono a diffondersi intorno al 1975. Agli inizi degli anni '80 l'ENEL promosse una campagna per l'installazione nel nostro paese di 100.000 m2 di collettori solari, che, tuttavia, in assenza di riferimenti normativi per la loro produzione e installazione, non ebbe il successo previsto.
Oggi la diffusione dei collettori solari sta avendo un nuovo momento di slancio, grazie a programmi a carattere nazionale e regionale.
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