Fotovoltaico termico

L'impianto fotovoltaico termico è una soluzione ad un annoso problema

Oggigiorno i pannelli fotovoltaici costituiscono una consistente parte del mercato energetico mondiale. Fa eccezione l'Italia, dove questa possibilità è paradossalmente bistrattata e non così diffusa come in altri paesi dell'Europa e del mondo. In linea generale, la scarsa conoscenza dell'utenza in tal ambito porta a credere che il classico sistema fotovoltaico permetta la produzione della sola energia elettrica. La verità è che ormai la tecnologia fotovoltaica ha raggiunto un livello tale da rendere possibile lo svolgimento di entrambi i compiti in contemporanea, producendo così sia acqua calda che energia elettrica grazie all'azione del cosiddetto impianto fotovoltaico termico. Questi sistemi possono essere visti in un certo senso come degli "ibridi" poiché uniscono funzioni dei pannelli solari termici e funzioni dei pannelli fotovoltaici in un'unica soluzione.

Come funziona un impianto fotovoltaico termico

Esattamente come accade con i sistemi a pannelli solari più tradizionali, anche l'impianto fotovoltaico termico sfrutta la parte più superficiale del pannello per trasformare le radiazioni dei raggi solari in energia elettrica. Di tutta l'energia irradiata dal Sole giornalmente, solo il 20% viene sfruttato mentre il rimanente 80% costituisce un potenziale non utilizzato che viene canalizzato da un mix di acqua e glicole, ovvero la soluzione che scorre lungo la serpentina posta sotto il pannello principale. Intercettati e assorbiti i raggi UV, l'accumulo di energia termica viene sfruttato per l'acqua calda sanitaria e il riscaldamento. In questo modo, l'azione del modulo fotovoltaico compensa quella del modulo termico: durante la stagione estiva, infatti, il modulo termico svolge una funzione di raffreddamento che permette al fotovoltaico di mantenere i normali regimi di funzionamento.

Temperature medie e modalità di funzionamento

È bene considerare che i normali regimi di funzionamento di un pannello fotovoltaico termico differiscono a seconda della tipologia di sistema: nel caso dei pannelli fotovoltaici tradizionali, la produzione di energia elettrica viene assistita da temperature più contenute e controllate. Tuttavia, come accennato in fase introduttiva, i moderni sistemi fotovoltaici sono dotati di doppi moduli che producono in modalità alternate energia elettrica e termica: la qualità del prodotto è un fattore da tenere in considerazione poiché il calore non deve in alcun modo alterare la normale produzione di energia elettrica, più raffinata di quella termica. In linea generale, i moderni impianti di riscaldamento sono dotati di pompe di calore che mantengono l'acqua ad una temperatura che oscilla tra i 35 °C e i 45 °C per preservare al meglio il grado di calore dell'acqua dalle mutevoli condizioni climatiche.

Manutenzione di un impianto

Le pratiche di manutenzione di un sistema fotovoltaico termico sono essenziali per garantire la redditività dell'impianto sul lungo termine ed assicurare efficienza sempre e comunque. Un accorgimento importante è la pulizia, che, se condotta periodicamente con una certa attenzione, libera i moduli dei pannelli da eventuali escrementi dei volatili, terra, foglie, residui di pioggia ed altri elementi: più pulizia equivale a più prestazioni. Si consiglia di utilizzare solamente acqua - preferibilmente decalcarizzata - e all'evenienza spazzole con setole non molto rigide per rimuovere la sporcizia sedimentata. Inoltre, è bene assicurare una buona aerazione a tutti i moduli del sistema fotovoltaico termico per evitare che il surriscaldamento ne diminuisca l'efficienza. Queste semplici operazioni di manutenzione vanno svolte con cadenza annuale per mantenere l'impianto al massimo delle sue capacità.

Operazioni manutenzione impianto fotovoltaico

Domande frequenti

Qual è la differenza principale tra un impianto fotovoltaico tradizionale e uno termico?

L'impianto fotovoltaico tradizionale converte esclusivamente la luce solare in energia elettrica. Al contrario, il sistema fotovoltaico termico, spesso definito "ibrido", combina due funzionalità: produce elettricità come il pannello standard, ma recupera il calore residuo generato dai raggi solari non convertiti. Questo calore aggiuntivo viene captato da una serpentina interna contenente acqua e glicole, permettendo di scaldare l’acqua sanitaria o integrare il riscaldamento ambientale, massimizzando così l’efficienza energetica complessiva dell’edificio.
Come funziona il recupero del calore nei pannelli ibridi?

Mentre circa il 20% delle radiazioni solari viene trasformato in elettricità, il restante 80% si trasforma in calore. Nei pannelli termofotovoltaici, una serpentina posizionata sotto il modulo principale circola una miscela di acqua e glicole che assorbe questo calore residuo. Il fluido caldo viene poi convogliato verso un accumulo per l’acqua calda sanitaria o il riscaldamento. Inoltre, questo processo aiuta a raffreddare il pannello fotovoltaico, mantenendolo a temperature ottimali e migliorando la resa elettrica, specialmente d’estate.
A quali temperature lavora tipicamente un impianto termofotovoltaico?

I moderni impianti sono progettati per operare in modo efficiente senza compromettere la produzione elettrica. Generalmente, le pompe di calore associate gestiscono l’acqua a temperature comprese tra i 35°C e i 45°C. Questa fascia termica è ideale per preservare il grado di calore accumulato nonostante le variazioni climatiche e per garantire che il calore estratto non alteri negativamente i componenti elettrici sensibili. La gestione intelligente permette di alternare la priorità alla produzione elettrica o termica in base alle esigenze istantanee della casa.
Quanta manutenzione richiede un impianto fotovoltaico termico?

La manutenzione è essenziale per garantire efficienza e longevità, ma rimane semplice. Si consiglia una pulizia periodica, almeno annuale, per rimuovere polvere, foglie ed escrementi di uccelli che potrebbero ridurre l’assorbimento luminoso. È fondamentale usare solo acqua, preferibilmente decalcificata, e spazzole a setole morbide per non graffiare i vetri. Inoltre, bisogna verificare che ci sia una corretta aerazione dietro i moduli per evitare surriscaldamenti eccessivi che potrebbero diminuire l’efficienza complessiva del sistema ibrido.
Vale la pena installare un sistema termofotovoltaico rispetto a quelli separati?

Sì, perché ottimizza lo spazio e l’investimento. Unendo le funzioni, si evita di installare due coperture diverse (pannelli solari termici e fotovoltaici) sullo stesso tetto. Il recupero del calore migliora il rendimento elettrico del pannello fotovoltaico, che perde efficienza se troppo caldo. In Italia, dove la densità abitativa può limitare gli spazi disponibili, questa soluzione "ibrida" offre un vantaggio competitivo significativo, producendo contemporaneamente energia pulita e calore utile per l’uso domestico, riducendo i consumi di gas o elettricità per il boiler.