Benefici Economici

I collettori solari oltre a determinare benefici ambientali attraverso la riduzione di anidride carbonica nell’aria, incidono in maniera consistente sul risparmio energetico e di conseguenza economico.
In Italia si consumano mediamente circa 50 litri al giorno di acqua calda sanitaria pro capite, alla temperatura di 45°C. Se si ipotizza una temperatura dell'acqua proveniente dall'acquedotto pari a 15 °C si può calcolare il quantitativo pro capite Q, di energia termica necessaria:

Q = m *cs *(Tu - Ta ) = 55 kg * 4,186 kJ/kg °C * 30 °C = 6907 kJ = 1,92 kWh (termici)

Avendo indicato con:
m, massa d'acqua da scaldare [kg]
cs, calore specifico dell'acqua [kJ/kg°C]
Tu, temperatura di utilizzo dell’acqua calda[°C]
Ta, temperatura dell’acqua dell'acquedotto [°C]

In caso di produzione di acqua calda con scaldabagno elettrico, la produzione comporta una doppia trasformazione energetica. In una prima fase occorre produrre energia elettrica (in centrali termoelettriche) da fonti fossili. L'energia elettrica prodotta, poi, trasportata all'utenza, dovrà trasformarsi in energia termica nello scaldabagno (effetto Joule) per essere conferita all'acqua.

Per produrre con uno scaldabagno elettrico 1,92 kWh (termici) sono necessari circa 2,13 kWh con efficienza di conversione dello scaldabagno elettrico pari al 90%. Un nucleo familiare di 4 persone utilizza quindi 8,52 kWh elettrici al giorno per la produzione di acqua calda sanitaria. Ma bisogna considerare che, per la produzione di ogni kWh elettrico, vengono consumati dalle centrali elettriche italiane, circa 2,54 kWh, sotto forma di energia primaria.

Questa trasformazione da energia primaria in energia elettrica e da elettrica a termica, fa emergere che per soddisfare il fabbisogno pro capite quotidiano sono necessarie 2,54 * 2,13 = 5,41 kWh primari (21,64 kWh primari per un nucleo familiare di quattro persone). Quindi solamente il 35% dell'energia primaria viene effettivamente utilizzata dall'utente!

Nel caso in cui si utilizzi l’impianto ibrido scaldabagno elettrico integrato da collettori solari, con un’integrazione solare del 70%, i consumi pro capite quotidiani scendono a 0,64 kWh (2,56 kWh per un famiglia di quattro persone).

In caso di produzione di acqua calda con scaldabagno a gassi ha una resa energetica più alta, perché viene evitata la conversione da energia termica ad energia elettrica. Il riscaldamento dell'acqua sanitaria avviene infatti per combustione diretta del metano. Nel caso di rendimento del 80% (valore cautelativo), per produrre 1,92 kWh (termici) sono necessarie in un giorno 2,40 kWh (termici) pro capite (9,60 kWh termici per un nucleo familiare di quattro persone).

Nel caso in cui si utilizzi l’impianto ibrido scaldabagno a gas integrata da collettori solari, si ottiene che i consumi di metano ammontano in media al 30% di quelli che si avrebbero con sola caldaia. Quindi i consumi pro capite quotidiani scendono a 0.72 kWh (termici) (2,88 kWh (termici) per un nucleo familiare di quattro persone).

Confronto tra le varie soluzioni:

Nel passaggio dallo scaldabagno elettrico all’impianto a gas integrato da collettori solari, il consumo energetico pro capite diminuisce da 5,41 a 0,72 kWh. pari ad una riduzione dell'86% del consumo energetico, a parità di servizio!

Nel confronto tra l’impianto con il solo scaldabagno a gas ed il sistema gas-collettore il consumo passa da 2,40 kWh a 0,72 kWh giornalieri, con una riduzione del 70% del consumo energetico.

Infine nel passaggio dal solo scaldabagno elettrico ad uno scaldabagno integrato da collettori solari, il consumo energetico scende da 5,41 a 1,62 kWh, con una riduzione del 70% del consumo energetico.

Dai risparmi energetici possiamo risalire ai risparmi economici; infatti in base alla quantità di acqua calda prodotta ogni anno si può determinare il numero di anni in cui l’investimento iniziale sarà recuperato. Supponendo che l'impianto solare integri la caldaia per un 70% il risparmio annuo di una famiglia di quattro persone oscillerà tra i 300 e 400 € ed in 5 annisi ammortizzerà una spesa di 1.500-2.000 €.