Fotovoltaico termico: di cosa si tratta

Fotovoltaico e Solare Termico

Il sole, ottima fonte di energia illimitata e gratuita, attraverso determinati mezzi ci permette, tra le varie cose, di generare energia elettrica o di riscaldare l'acqua domestica in maniera autonoma, tutto grazie a dei pannelli fotovoltaici o solari termici solitamente applicati sui tetti. I due pannelli sono distinti e separati; il primo ha la funzione di produrre energia elettrica mentre il secondo di riscaldare l'acqua. Ovviamente, oltre a questa caratteristica, a differenziare i due pannelli c'è il prezzo (dai 6.000 euro in su i pannelli fotovoltaici, da 1.500 in su i solari termici), lo spazio che vanno ad occupare sul tetto (maggiore il primo, minore il secondo), le detrazioni fiscali che vanno applicate all'uno o all'altro ma soprattutto la metodologia di funzionamento, nettamente contrastante.

Fotovoltaico termico, di cosa si tratta?

Fatta questa breve premessa, cerchiamo di capire meglio cos'è un pannello fotovoltaico termico e di cosa si tratta. Definiamolo in maniera molto sbrigativa dicendo che è un pannello che racchiude in sè le funzionalità di un fotovoltaico e di un solare termico, consentendoci "in teoria" di produrre energia elettrica ed acqua calda grazie ad un solo ed unico impianto, garantendoci quindi un risparmio sia in termini economici che di spazio sfruttato sul tetto. Detto in questo modo e così brevemente può sembrare sicuramente una delle cose più convenienti in assoluto, un'invenzione davvero utile, ma purtroppo prima di iniziare a fantasticare dobbiamo soffermarci meglio su quella parola, "teoria", che non a caso è stata inserita proprio quando si parla di produzione sia di elettricità che di acqua calda.

Fotovoltaico termico, funzionamento

Abbiamo detto che il fotovoltaico termico ci consentirebbe, "in teoria", di produrre energia elettrica ed acqua calda. Diciamo così perché le due cose, in realtà, sono "inversamente" proporzionali in termini di produzione. Spieghiamo subito il perché dicendo che un pannello fotovoltaico, per produrre energia elettrica in modo ottimale, ha bisogno di una temperatura che si aggira intorno ai 25°C; ogni grado in più, diminuisce la produzione di circa 0.4%. Al contrario, un pannello solare termico sfrutta una temperatura intorno ai 50-60°C per produrre acqua calda; al di sotto di questa temperatura, l'acqua risulterebbe prima tiepida e poi fredda. Un pannello fotovoltaico termico, costituito dal pannello che produce energia elettrica e da una serpentina che riscalda l'acqua, dovrebbe quindi funzionare in relazione a quello che si vuole ottenere, data l'impossibilità di lavorare a regime per la produzione di entrambe le cose. Un compromesso, ad esempio, potrebbe essere quello di far lavorare il pannello ad una temperatura di 60°C, ottimale per la produzione dell'acqua calda ma che ci farebbe produrre circa il 15% in meno di energia elettrica.

Scherma funzionamento pannello fotovoltaico

Fotovoltaico termico, pro e contro

I vantaggi di questo sistema sarebbero davvero molti. Iniziamo dicendo che in questo modo si abbattono di molto le spese collegate sia alla manodopera, sia alla componentistica (risparmio su collettori ecc...), dato che i pannelli vengono sistemati in un'unica sessione e sono due in uno. Inoltre, si ha un risparmio di spazio sul tetto e si possono benissimo esporre verso sud in modo da ottimizzare la produzione, senza dover occupare tutto il tetto e rinunciare alla produzione di una o dell'altra cosa. Altra cosa da non sottovalutare sarebbe la detrazione fiscale, in questo caso applicabile distintamente per i pannelli fotovoltaici e solari termici, come se fossero separati. Per quanto riguarda gli svantaggi, diciamo che il fattore produzione limitata è quello che pesa di più, anche se ultimamente molte aziende stanno perfezionando tecniche grazie alle quali avere un pannello fotovoltaico termico non penalizzerà più la produzione nè dell'una, nè dell'altra cosa.

Domande frequenti

Cos'è esattamente un pannello fotovoltaico termico?

Un pannello fotovoltaico termico è un dispositivo ibrido che integra in un'unica struttura le funzioni del tradizionale pannello fotovoltaico e di quello solare termico. Mentre il primo converte la radiazione solare in energia elettrica e il secondo riscalda l’acqua sanitaria, il modello ibrido cerca di svolgere entrambi i compiti simultaneamente. Questa tecnologia mira a ottimizzare lo spazio disponibile sul tetto, riducendo la necessità di installare due sistemi separati e semplificando eventuali pratiche burocratiche o interventi di manutenzione.
Quali sono i principali vantaggi economici e pratici?

I benefici principali includono il risparmio sullo spazio del tetto, fondamentale per abitazioni con superfici limitate, e la riduzione dei costi di installazione poiché si effettua un’unica posa in opera. Inoltre, si ottiene un risparmio sulla componentistica e sulla manodopera. Un altro vantaggio rilevante è la possibilità di accedere a detrazioni fiscali distinte per la parte elettrica e per quella termica dello stesso impianto, trattandolo virtualmente come due sistemi separati ai fini degli incentivi statali, migliorando così il ritorno sull’investimento iniziale.
Perché la produzione di energia e acqua calda è inversamente proporzionale?

La discrepanza nasce dalle diverse temperature operative ideali dei due processi. Il pannello fotovoltaico richiede temperature basse, idealmente intorno ai 25°C, poiché ogni grado superiore riduce l’efficienza della produzione elettrica di circa lo 0,4%. Al contrario, il circuito termico necessita di temperature più elevate, tra i 50 e i 60°C, per garantire acqua calda efficiente. Poiché il pannello ibrido deve gestire entrambe le funzioni, un aumento di temperatura utile all’acqua calda comporta inevitabilmente una perdita significativa nella resa energetica elettrica.
Esiste un compromesso pratico per bilanciare le due produzioni?

Sì, è possibile trovare un equilibrio operando il sistema a temperature intermedie, ad esempio intorno ai 60°C. A questa temperatura si ottiene acqua calda sufficientemente calda per l’uso domestico, ma si accetta una riduzione della produzione elettrica, stimata intorno al 15% rispetto alla massima efficienza teorica. Questo approccio permette di sfruttare l’impianto in modo integrato, pur consapevole che non si raggiungeranno mai le massime prestazioni individuali di un pannello dedicato esclusivamente all’elettricità o al calore.
Le nuove tecnologie hanno risolto il problema della bassa efficienza?

Recentemente molte aziende produttrici stanno sviluppando tecniche avanzate per migliorare l’efficienza dei pannelli ibridi, cercando di mitigare il calo di produzione elettrica causato dal riscaldamento dell’acqua. Sebbene i principi fisici restino validi, questi progressi mirano a ridurre il divario prestazionale, permettendo al pannello termofotovoltaico di non penalizzare eccessivamente nessuna delle due uscite. Tuttavia, è importante verificare le specifiche tecniche dei nuovi modelli, poiché la soluzione definitiva completa rimane ancora oggetto di evoluzione tecnologica.