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Il principio di funzionamento di un impianto solare termico è basato su tre fenomeni fisici, che concorrono a raggiungere l'obbiettivo fondamentale di sfruttare il calore del sole. Uno dei principi sfrutta l'effetto del "corpo nero", cioè la capacità del colore nero di assorbire al massimo il calore del sole ed è per questo motivo che i pannelli solari sono tutti neri. Un secondo principio è l'effetto serra, che impedisce al calore così raccolto di emergere e disperdersi, attraverso i "raggi infrarossi". Infine si sfrutta al meglio l'isolamento termico con lo scopo di mantenere e sfruttare il calore assorbito. Il calore viene quindi utilizzato per riscaldare un fluido, spesso acqua e sale, per trasmettere l'energia recuperata in un contenitore (pallone) e utilizzata per riscaldare l'acqua per uso sanitario.
Il costo impianto solare termico dipende da numerosi fattori, prima di tutto dalla sua configurazione e dalla tecnologia applicata. La configurazione più comune prevede la presenza di una "pompa" che fa circolare il fluido nel pannello solare, dotata di un "regolatore intelligente" che si incarica di specifiche funzioni come ad esempio quella di non raffreddare troppo il pallone per insufficiente quantità di acqua nel sensore di calore. Alcuni impianti non sono dotati di pompa e la circolazione dell'acqua è ottenuta sfruttando il peso inferiore dell'acqua calda rispetto all'acqua fredda, ma solo se il serbatoio può essere sistemato più in alto rispetto ai pannelli solari. Il sensore termico può prevedere il piano smaltato oppure non smaltato (più economico), ci sono gli impianti dotati di "collettore a tubi", più costosi e gli impianti con serbatoio interno od esterno.
Il costo impianto solare termico dipende soprattutto da tre fattori principali, la superficie totale dei sensori termici, la tecnologia utilizzata ed il costo della manodopera per l'installazione. Per quanto riguarda la tecnologia occorre tenere presente la possibilità di installare, ovviamente con una spesa superiore, un impianto solare termico integrato con una pompa di calore, che ha il notevole vantaggio di sfruttare l'energia per 24 ore, anche durante il periodo notturno, con cielo nuvoloso e quando piove. Questo sistema non necessita del posizionamento sul tetto, potendo sfruttare anche un muro verticale, il balcone o un giardino, con vantaggi notevoli dal punto di vista del rendimento. Indicativamente la spesa con 3-5 mq di sensori, un pallone da 200-300 litri e una pompa di calore potrebbe essere compresa fra € 4.000 a € 8.000.
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