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I collettori solari servono a riscaldare un fluido, acqua o aria, con l'energia solare. Il collettore solare più semplice è un tubo nero che si espone al sole. L'acqua nel tubo si riscalda notevolmente, perché l'involucro nero del tubo assorbe un'elevata parte della radiazione. Quando il sole non c'è più, il tubo si raffredda e con esso anche l'acqua.

Tipologie

Ci sono principalmente due tipi di collettori: 1) ad acqua e 2) ad aria. I più diffusi sono quelli ad acqua di cui esistono anche due tipi: 1) a piastra e 2) a tubi sottovuoto.

Collettori ad acqua

I collettori ad acqua sono composti da un assorbitore, tubi in cui circola un liquido termovettore e uno scambiatore di calore. L'assorbitore è una lastra metallica, protetta da un vetro che impedisce il diretto contatto con l'aria circostante. Sull'assorbitore sono saldati dei tubi (in alcuni assorbitori i tubi sono integrati nella lastra). Lo scambiatore trasferisce il calore assunto dal liquido all'acqua calda sanitaria.

Il processo si svolge in tre fasi:

1)	L'assorbitore si riscalda e trasmette il calore al liquido che circola nei tubi.
2)	Il fluido (termovettore) caldo sale in cima del collettore dove si trova lo scambiatore.
3)	Tramite lo scambiatore, il liquido cede il calore all'acqua sanitaria, si raffredda e torna in basso e il ciclo ricomincia da capo.

Collettori a piastra

Un collettore a piastra è composto da una cassa termicamente ben isolata e coperta da un vetro protettivo che impedisce il diretto contatto dell'assorbitore con l'aria circostante. Nella cassa si trovano l'assorbitore e i tubi in cui circola il liquido. In cima della cassa si trova lo scambiatore che trasmette il calore all'acqua fredda che circola nella tubatura dell'acqua calda sanitaria. L'acqua calda sanitaria viene raccolta in un serbatoio termicamente ben isolato dal quale viene distribuita ai punti di presa.

In alcuni collettori il serbatoio d'acqua calda si trova direttamente in cima al collettore. Con questa disposizione si evita perdite di calore e lunghe tubature, ma l'installazione di questi collettori su una falda del tetto non è consentito da tutti i regolamenti edilizi per motivi estetici. I serbatoi sono normalmente dimensionati in riguardo al fabbisogno giornaliero d’acqua calda sanitaria di una famiglia (250-300 litri).

Alcuni collettori sono dotati di un isolamento termico trasparente (ITT) posto tra il vetro di protezione e l'assorbitore. Così nella cassa non c'è più aria che possa circolare e disperdere il calore. Il rendimento di questi collettori è più alto, perché le perdite di energia avvengono solo per riflessione del vetro coprente e per conduzione del calore attraverso i materiali, ma non per convezione. Questi collettori possono essere montati anche verticalmente e quindi integrati nelle facciate.

Collettori a tubi sottovuoto

I collettori a tubi sottovuoto (heatpipe) sono composti da una serie di tubi nei quali si trova l'assorbitore. Il principio di funzionamento è lo stesso dei collettori a piastra, ma il sottovuoto in cui si trova l'assorbitore non conduce calore. Il sottovuoto consente inoltre l'impiego di materiali più efficienti che, essendo sensibili all'umidità non possono essere usati nei normali collettori a piastra L'assenza di perdite per convezione e conduzione rende questi collettori più efficaci rispetto ai normali collettori solari.


Collettore a tubi sottovuoto	Gruppo di collettori a tubi sottovuoto

Rendimento

Il rendimento dei collettori solari si riduce sensibilmente ad alte temperature che rallentano la circolazione del liquido, nonché in caso di nuvolosità. Altre perdite d'energia avvengono per riflessione, conduzione e convezione.

Collettori ad aria

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