Il collettore solare semisferico per acqua calda e riscaldamento

Un modello di un collettore solare che imita la forma emisferica di una bolla promette di ottimizzare l’acquisizione di energia solare:

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Stando a quanto si apprende, Bubblesun dell’azienda tedesca Sunsphere ha la particolarità di questo collettore solare non è solo rappresentata nella sua forma, ma ha anche alcune caratteristiche uniche che lo differenziano da altri modelli di collettori solari.

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Struttura e materiali

Senza dubbio, la prima cosa che colpisce di questo modello di collettore solare è la sua forma emisferica. La struttura portante principale è costituita da due cupole emisferiche concentriche realizzate in metilmetacrilato antiurto. Tra i due è alloggiato l’assorbitore, costituito da un tubo di 25 m di polipropilene nero per uso alimentare, che poggia su 6 supporti fissati sulla copertura inferiore. L’assorbitore è predisposto per sfruttare al meglio lo spazio dal punto di vista dell’utilizzo solare. L’insieme delle due cupole e l’assorbitore poggiano su una lastra di poliuretano rivestita di alluminio che funge da isolante e da riflettore. Il poliuretano evita che il calore generato si disperda attraverso la base. Da parte sua, lo strato di alluminio permette alla frazione di luce che passa tra i tubi di riflettere e colpire la parte interna dell’assorbitore, sfruttandola.

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Caratteristiche tecniche e prestazioni

Il collettore ha un diametro massimo di 860 mm e un’altezza di 430 mm, essendo di dimensioni ridotte rispetto ai collettori solari piani. Bubblesun è anche leggero, il suo peso a vuoto di soli 9 kg. Ha un metodo di interconnessione del collettore semplice e facile da eseguire, che insieme alle altre caratteristiche lo rende un collettore facile da installare che fa risparmiare tempo, denaro e fatica. Un altro vantaggio è che è sempre ben orientato. Avendo una forma emisferica in qualsiasi periodo dell’anno, intercetta una notevole quantità di radiazione solare, a differenza dei collettori solari piani in cui l’efficienza di captazione stagionale dipende in larga misura dalla sua inclinazione fissa.

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Nonostante sia realizzato interamente in materiali plastici e sia leggero, Bubblesun è molto robusto contro condizioni atmosferiche avverse come tempeste, grandine o vento forte. Offre inoltre una grande resistenza alle radiazioni ultraviolette del sole, davanti alle quali si stima che mantenga la sua stabilità per almeno 20 anni. Anche la sua stabilità alle temperature estreme è importante, poiché il suo materiale plastico non inizia a decomporsi fino a oltre 280 ºC, una temperatura che non raggiungerà mai nelle sue prestazioni solari poiché la sua temperatura di stagnazione (il massimo che il collettore esposto può raggiungere al sole ) è di 125 ºC con un’intensità di radiazione di 1000 w/m2 e una temperatura ambiente di 30 ºC. Inoltre, le caratteristiche dei suoi materiali gli impediscono di affrontare problemi comuni ad altri collettori solari come la corrosione o le incrostazioni calcaree.

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Sebbene Bubblesun possa teoricamente essere utilizzato per qualsiasi tipo di applicazione comune di energia solare termica, raggiunge prestazioni superiori rispetto ai sistemi a piastra piana per requisiti di bassa temperatura, pur essendo inferiori a questi nei casi in cui sono richieste temperature elevate. I produttori affermano che per un salto termico di 5K (5ºC) le sue prestazioni sono del 100%, sostenendo che prestazioni così elevate sono dovute al fatto che la sua forma sferica gli consente di catturare la radiazione solare diffusa in modo più efficiente.

Applicazioni

piscine/piscine
Questa è forse l’applicazione Bubblesun in cui si ottengono i migliori risultati, poiché il collettore è fatto funzionare in condizioni ottimali, ovvero una differenza termica ridotta di circa 5ºC e un flusso d’acqua di 100l/h per serie di collettori. Un’altra caratteristica particolare è che Bubblesun permette all’acqua della piscina di passare direttamente attraverso i collettori, senza la necessità di utilizzare alcun tipo di accumulatore o scambiatore, il che semplifica notevolmente lo schema di installazione e ne abbassa il costo. I collettori sono dotati di protezione per evitare che i prodotti chimici normalmente utilizzati per mantenere trasparente l’acqua della piscina li danneggino. Inoltre, come già visto, presentano immunità alle incrostazioni.

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Pavimento radiante

Anche il riscaldamento a pavimento è una delle applicazioni in cui il bubblesun ottiene buoni risultati in quanto sono richieste basse temperature in cui i collettori lavorano con buone prestazioni. Questa tecnica di riscaldamento consiste nell’installare un circuito di tubi sotto il pavimento interno della casa attraverso il quale circola acqua calda a una temperatura compresa tra 35ºC e 40ºC. L’acqua calda trasmette il suo calore al suolo e da lì passa agli abitanti della casa. Questa tecnica di riscaldamento è considerata la più efficiente e quella che genera un maggior senso di benessere poiché trasmette calore agli abitanti della casa senza seccare l’ambiente. Secondo i test effettuati in Spagna, da dove proviene questo prodotto, Bubblesun consente un risparmio tra il 20% e il 30%, a seconda dei diversi climi, percentuali non trascurabili per il riscaldamento solare dell’acqua.

ACS (acqua calda sanitaria)

Secondo i dati forniti, ogni collettore solare Bubblesun è in grado di fornire 50 litri di acqua a 45ºC nei mesi estivi. Questa temperatura è adatta per una piacevole doccia. Tuttavia, molte normative, per eliminare i rischi legati al problema della legionella, impongono di portare l’acqua da utilizzare per la doccia a 60ºC per poi miscelarla con acqua fredda e ottenere così la temperatura adatta all’utente. Ciò richiede un elevato salto termico (differenza tra la temperatura alla quale l’acqua entra nel collettore e alla quale deve uscire) in cui Bubblesun funziona con prestazioni peggiori rispetto ai collettori solari piani. A questo punto, i produttori consigliano di trovare un equilibrio tra la temperatura di lavoro solare, il rendimento dei collettori e il contributo ausiliario convenzionale, al fine di ottenere una buona percentuale di sostituzione e non utilizzare un numero eccessivo di collettori solari che rendono l’installazione più costosa e che producono problemi di surriscaldamento in estate. Info su www.sunsphere.de.

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