Il rendimento del pannello solare termico peggiora al crescere della differenza fra la temperatura media della piastra assorbitrice e l’ambiente esterno. Pertanto il rendimento non è costante, e può essere valutato tramite un equazione fornita dal costruttore del pannello. In questo caso vale:
Dove
- Tp è la temperatura media della piastra, e verosimilmente è la media delle temperature di ingresso e uscita del fluido dal collettore solare.
- Ta è la temperatura media esterna, indicata nelle tabelle dei dati climatici (UNI10349).
- G è la radiazione media giornaliera (W/m2), ottenuta dividendo l’energia media giornaliera per la durata media del giorno. La durata media del giorno è indicata nelle stesse tabelle UNI.
- Tr viene chiamata temperatura ridotta.
Il valore dei coefficienti dell’equazione del rendimento si trovano sperimentalmente con l’uso di un piranometro che misuri l’irraggiamento G, e tre termometri che misurino la temperatura del fluido in ingresso e in uscita, e quella dell’aria. Conoscendo la superficie del pannello e l’irraggiamento si calcola l’irraggiamento entrante, mentre conoscendo le temperature e la portata dell’acqua si calcola la potenza (termica) uscente. Facendone il rapporto si calcola ?.
Per diverse condizioni di prova si riportano graficamente i risultati in un piano cartesiano con il rendimento in ordinata e la temperatura ridotta in ascissa. In fine si ricavano i coefficienti dell’equazione del rendimento (che è l’equazione di una retta con pendenza negativa).
Rendimento di un pannello solare termico al variare della temperatura ridotta.
[EN12976-2 / ISO9806-1 – Test methods for solar collectors]
Il pannello cui il grafico si riferisce è del tipo selettivo, ovvero il rivestimento dell’assorbitore presenta un alto coefficiente di assorbività per le lunghezze d’onda del visibile e un basso valore del coefficiente di emissività per le lunghezze d’onda della radiazione infrarossa. L’impiego superfici selettive comporta la riduzione delle perdite con conseguente incremento dell’efficienza.
La temperatura media della piastra dipende dalle condizioni di irraggiamento del pannello e di prelievo di acqua calda dal boiler. Non conoscendo gli orari di prelievo dell’acqua calda dal boiler e le condizioni di irraggiamento orario è difficile stabilire a priori quale sarà la temperatura media della piastra. Nel calcolo la si immagina pari a 50°C.
Vedi anche il mio impianto solare termico, collegato all’impianto di riscaldamento con caldaia a biomassa per integrazione termica invernale.