Il sistema solar cooling sfrutta il calore solare per produrre acqua fredda refrigerata o aria condizionata per raffreddare gli edifici domestici o industriali.

Si tratta di un impianto che abbina ai pannelli solari termici una macchina frigorifera termica, in grado di produrre appunto acqua fredda.

Il solar cooling, a differenza dei tradizionali metodi di refrigerazione, consuma pochissima energia elettrica, perché sfrutta quasi totalmente l’energia solare. 

Solar cooling costi

Gli impianti solari termici con sistema di solar cooling sono particolarmente efficienti nei territori dove vi è una maggiore esposizione solare e in cui le esigenze di raffrescamento superano di molto quelle di riscaldamento.

Tuttavia, l’impianto può essere installato ovunque ed è utile sia d’estate che d’inverno.

Nel primo caso produce acqua e aria fresca, nel secondo l’acqua calda prodotta dai pannelli solari termici viene ulteriormente riscaldata da un impianto a pompa di calore e utilizzata per riscaldare gli ambienti oppure come acqua calda sanitaria. 

Il costo impianto solar cooling è considerevolmente elevato perché la tecnologia è ancora poco diffusa, inoltre vi sono alcuni elementi che rendono difficile la diffusione su larga scala, come ad esempio le dimensioni dell’impianto.

Le macchine frigorifere impiegate sono prevalentemente di grandi dimensioni, il che rende difficile l'implementazione in una abitazione. 

Il sistema solar cooling viene utilizzato prevalentemente per grandi sistemi di condizionamento di tipo centralizzato.

Tuttavia, vi sono numerosi vantaggi nell'installazione della tecnologia solar cooling tra cui: 

  • Basso consumo di energia elettrica; 
  • Manutenzione ridotta; 
  • Emissioni di CO2 quasi nulle.

Nell’impianto di solar cooling, il costo di realizzazione è ammortizzabile in parte con la riduzione in termine di consumi elettrici; inoltre, le spese di gestione e di manutenzione sono molto basse, perché l’impianto non richiede particolari attenzioni dopo l’installazione. 

Per sostenere l’acquisto e l’implementazione di pannelli solari termici abbinati al solar cooling, a partire dal 2013, il “Conto termico” ha introdotto un incentivo per amministrazioni pubbliche e soggetti privati, che è stato confermato anche con il “Nuovo conto termico” del 2016.

Il calcolo dell’incentivo previsto è definito in funzione dell'energia termica prodotta annualmente (stimata), della superficie lorda installata e di specifici coefficienti di valorizzazione dell’energia (euro/kWht). 

Solar cooling principio di funzionamento

Il funzionamento del solar cooling consiste nell’abbinamento di una macchina frigorifera a dei pannelli solari.

Questi ultimi assorbono il calore del sole e lo trasformano in acqua o in aria calda, che transita fino alla macchina frigorifera.

La macchina frigorifera sfrutta la naturale igroscopicità di alcuni sali quali bromuro di litio o cloruro di litio per generare un ciclo frigorifero continuamente rigenerato dal sole.

Esistono due tipologie di solar cooling che si distinguono tra loro per le diverse modalità con cui il fluido refrigerato viene prodotto e distribuito:

  • Sistema a ciclo chiuso: si realizza con macchine frigorifere ad assorbimento che possono produrre acqua refrigerata a circa 7°C di temperatura partendo da acqua calda alla temperatura di 80-100° C. Una volta prodotta, l’acqua refrigerata viene distribuita nei locali da climatizzare. Il vantaggio dei sistemi a ciclo chiuso risiede nella possibilità di realizzare l’impianto con qualsiasi tipologia di rete di distribuzione, sia ad aria che ad acqua.
  • Sistema a ciclo aperto: viene costruito con un sistema DEC (Desiccant Evaporative Cooling) di deumidificazione e raffreddamento evaporativo. Si tratta di innovativi sistemi di trattamento diretto dell’aria, alternativi ai tradizionali sistemi a compressione, in cui l’aria viene prima deumidificata e successivamente raffreddata. Il calore prodotto dai pannelli solari viene impiegato per rigenerare il deumidificatore. È una tecnologia applicabile su edifici di una certa dimensione provvisti di sistema di ventilazione, in cui, oltre alla necessità di raffrescare l’ambiente, vi è quella di controllare il tasso di umidità nell’aria. 

Una volta prodotta, l’aria o l’acqua refrigerata viene diffusa in tutti gli ambienti. Tuttavia, le macchine ad assorbimento per solar cooling per essere efficienti devono essere di elevate dimensioni, perché altrimenti la potenza non è sufficiente a riscaldare l’ambiente.

La potenza frigorifera minima per una macchina di questo tipo è di 15 kW, a cui corrispondono circa 45 m2 di superficie di tetto da destinare ai pannelli solari termici sottovuoto.

Con gli impianti di solar cooling si realizzano impianti integrati che offrono aria fredda d’estate e calda d’inverno, riducendo gli sprechi. 

Solar cooling kit

Il solar cooling è una tecnologia nuova e rivoluzionaria. La maggior parte dei professionisti che se ne occupa realizza un impianto di questo tipo su misura dell’edificio su cui verrà posizionato, anche se esistono delle macchine frigorifere di misura standard con cui si possono ridurre i costi di realizzazione. 

Il solar cooling fai da te non è assolutamente realizzabile, perché i pannelli solari e la macchina frigorifera, fondamentali per la messa a punto di un sistema di questo tipo, sono apparecchiature troppo complesse da realizzare autonomamente.

Le macchine frigorifere ad assorbimento utilizzano due sostanze, di solito il bromuro di litio (LiBr) e l’ammoniaca (NH3), che attraverso la loro combinazione refrigerante/assorbente realizzano un ciclo in cui l’introduzione di energia avviene prevalentemente sotto forma di calore.

Il ciclo di frigorifero da un punto di vista termodinamico lavora con più sorgenti termiche e realizzare un impianto del genere, anche se si hanno delle conoscenze sull’argomento, può essere poco efficace o addirittura pericoloso. 

La soluzione ideale è affidarsi a degli specialisti che da anni realizzano impianti solar cooling.

Solo esperti del settore sono in grado di fare un’analisi approfondita dell’edificio su cui si vuole installare il sistema - l’esposizione solare dell’edificio, gli spazi su cui si potrebbero installare i pannelli - e dare consigli sulla potenza e la tipologia di macchina frigorifera più adatta al caso.

Solar cooling per abitazioni

Gli impianti solar cooling sono una tecnologia interessante che, soprattutto in Italia dove le estati sono molto calde, potrebbe essere una vera rivoluzione.

Proprio per le numerose potenzialità l’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) prevede che entro il 2050 il solar cooling arriverà a coprire il 17% della domanda mondiale. 

Tuttavia, ci sono ancora alcuni limiti che rendono difficile la diffusione sul territorio, tra cui i costi di realizzazione e le dimensioni elevate delle macchine di assorbimento.

In questo momento le più adatte alle abitazioni sono quelle di potenza inferiore a 20 kW, la maggior parte in commercio però supera le suddette dimensioni, che invece sarebbero ideali per una abitazione.

Per questo motivo, ad oggi, l’impianto solar cooling è più adatto agli edifici di grandi dimensioni in cui vi sono sistemi di condizionamento/refrigerazione di tipo centralizzato. 

Nel solar cooling domestico i costi sono molto elevati e difficilmente possono essere coperti totalmente grazie all’incentivo del conto termico del 2016; tuttavia, il solar cooling residenziale ridurrebbe notevolmente il consumo elettrico delle famiglie, soprattutto nei mesi estivi in cui gli impianti di climatizzazione vengono utilizzati maggiormente, ma anche durante l’inverno potrebbero essere efficaci.

Si tratta di una tecnologia ad impatto quasi nullo sull’ambiente e che porterebbe grandi benefici in termini di risparmio e di riduzione dei consumi.