Solare termico e fotovoltaico: gli abbinamenti con la pompa di calore

L’abbinamento di fotovoltaico e solare termico con la pompa di calore risulta vincente, per l’ambiente e per il risparmio economico. Ecco come funzionano

Solare termico e fotovoltaico: gli abbinamenti con la pompa di calore

I pannelli fotovoltaici e il solare termico sono due alternative per produrre energia pulita sfruttando il calore, gratuito, del sole. Inoltre, come previsto dagli obiettivi di sostenibilità per i prossimi anni, per massimizzare lo sfruttamento dell’energia rinnovabile i pannelli solari possono essere facilmente combinati con una seconda soluzione impiantistica che non ricorre a fonti fossili: la pompa di calore.

Fotovoltaico e pompa di calore

La pompa di calore preleva energia da una fonte esterna, come aria, acqua e suolo, e la trasferisce all’interno dell’abitazione, sottoforma di calore, riscaldando un fluido. Per funzionare, l’impianto viene alimentato ad energia elettrica.

Il fotovoltaico, grazie allo sfruttamento della radiazione solare, produce energia elettrica, che può essere utilizzata immediatamente o in un momento successivo a quello di produzione, nel caso si disponga di un sistema di accumulo. Nel primo caso, si riducono i consumi energetici della pompa di calore durante le ore diurne, quando il fotovoltaico produce la maggior quantità di energia; nel secondo caso, il consumo di energia può essere distribuito anche durante le ore serali e notturne.

Un’alternativa all’accumulo, è quello di convertire durante le ore diurne l’energia elettrica in energia termica con la pompa di calore, che accumulerà acqua calda in appositi serbatoi. Abbinare il fotovoltaico alla pompa di calore, permette da un lato di massimizzare il consumo dell’energia autoprodotta, riducendo la quota da immettere (e vendere) sulla rete nazionale, dall’altro rende ancora più sostenibile il funzionamento della  stessa, che ricorre ad elettricità prodotta in loco in modo totalmente green.

pompa di calore per un'energia rinnovabile

Solare termico e pompa di calore

A differenza del fotovoltaico, il solare termico sfrutta l’energia del sole per riscaldare un fluido termovettore (come l’acqua o l’aria). Il calore immagazzinato viene usato per la produzione di acqua calda sanitaria e, in alcuni casi, per il riscaldamento domestico. L’abbinamento con i pannelli solari termici può essere realizzato in due modi: con un sistema diretto o con un sistema indiretto.

Nel primo caso, il circuito del pannello solare si integra direttamente con la pompa di calore e il fluido scaldato dal sole nel pannello è lo stesso che verrà usato per riscaldare l’acqua calda sanitaria. Senza il pannello, la pompa consumerebbe energia elettrica per riscaldare il liquido, che così, invece, è già caldo. In sostanza, il fluido evapora nel pannello solare (anziché nell’evaporatore) e l’energia viene indirizzata al condensatore.

Chiaramente l’efficienza e l’efficacia di questo sistema sono influenzate dalla resa del pannello e, quindi, dalle condizioni climatiche.

Dimensionare l’impianto solare può essere complicato e portare a delle contraddizioni, dovute alla forte differenza di produzione dei mesi estivi rispetto a quelli invernali. L’unico modo per arginare il problema del sovradimensionamento è quello di ricorrere ad un compressore a velocità variabile, che si adatti alle variazioni di produzione del pannello.

I sistemi indiretti di integrazione del solare termico con la pompa di calore, invece, separano i due circuiti. Il funzionamento del sistema si basa sullo scambio di calore che avviene tra il fluido riscaldato nel pannello solare (aria o acqua) e il fluido della pompa di calore. Anche in questo caso, quindi, la pompa di calore non ricorre all’energia elettrica per il proprio funzionamento.

Produrre acqua calda con il solare termico

I vantaggi di questi abbinamenti

Come è chiaro da quanto detto nei paragrafi precedenti, l’abbinamento del fotovoltaico o del solare termico hanno l’obiettivo di massimizzare le prestazioni ottenibili con le pompe di calore. Infatti, il vantaggio principale è proprio quello di ridurre drasticamente il consumo di energia elettrica per il funzionamento della pompa di calore, massimizzando l’autoconsumo di energia rinnovabile prodotta in loco.

È così che, queste combinazioni sono spesso indispensabili quando si progettano edifici a energia quasi zero, in cui l’indipendenza energetica è uno dei focus su cui ci si concentra fin dall’ideazione dell’edificio. Oltre ai benefici ambientali, chiaramente ci sono anche quelli economici, dovuti alla riduzione del consumo di energia proveniente dalla rete.

Informazioni su Gaia Mussi 84 Articoli
Laureata in Progettazione Tecnologica e Ambientale, da sempre appassionata ai temi della sostenibilità e della tecnologia. Collabora come copywriter con portali, magazine e aziende per la creazione di contenuti inerenti il campo dell’edilizia, della sostenibilità e del risparmio energetico