Come si fa un pannello solare


Quando si affronta la questione dell’impiego di risorse rinnovabili e delle alternative al petrolio, si arriva inevitabilmente al problema degli elevati costi delle soluzioni attualmente disponibili sul mercato e in primo luogo dei pannelli solari. Ma non è di questo che vogliamo parlare, anche se tanto ci sarebbe da dire sui vantaggi economici che permettono in pochi anni di ammortizzare i costi iniziali e sui finanziamenti predisposti in diverse regioni per incentivare l’uso dei pannelli. Il tema di queste pagine è di carattere più pratico: l’autocostruzione di pannelli solari termici ad aria e ad acqua. Quindi lasciamo da parte analisi e dibattiti e impugniamo martello, cacciavite e saldatore...

Questa breve guida all’autocostruzione dei pannelli è stata preparata appositamente per i lettori di Aam Terra Nuova, seguendo i suggerimenti di Paolo Morganti, meccanico provetto cresciuto alla scuola di chi sapeva rimettere in marcia qualsiasi automezzo con materiali di recupero e una grande inventiva, ha sempre avuto la passione per la produzione energetica alternativa. Una volta intrapresa la carriera di imprenditore termoidraulico, non ha lesinato energie, inventando e sperimentando artigianalmente soluzioni tecniche che rendessero più avvicinabile ciò che quotidianamente apprendeva nell’allestire impianti con le più sofisticate ed aggiornate tecnologie industriali. Il modello di pannello proposto in queste pagine coniuga la semplicità esecutiva e dei materiali alla ricerca di un’elevata efficienza di produzione energetica in modo che ognuno, con un’attrezzatura comunissima e un piccolo spazio a disposizione, possa conquistare con soddisfazione un buon margine di autonomia.

Ad Aria o ad acqua

Ad aria o ad acqua, i pannelli solari sono, dal punto di vista costruttivo, molto simili, tranne qualche piccolo particolare che vedremo in seguito. Ciò che cambia è l’uso che se ne può fare. Il pannello ad aria è adatto per quegli ambienti che presentano un ristagno d’umidità e che quindi necessitano di circolazione d’aria calda o apparecchiature per l’essiccazione di frutta e verdura.
Una volta collegato ad un boiler a intercapedine, il pannello solare ad aria potrebbe con qualche accorgimento essere utilizzato, almeno teoricamente, anche per produrre acqua calda, ma si tratta di un impiego tutto da sperimentare.
La produzione di acqua calda è invece il compito tipico del pannello ad acqua. L’uso più immediato e semplice che se ne può fare è il riscaldamento dell’acqua sanitaria; più complesso è il suo impiego per il riscaldamento della casa. In questo caso occorre un impianto concepito ad hoc, oppure bisogna modificare l’impianto esistente in modo da ridurre la quantità di acqua in circolazione e la temperatura di esercizio.
Quando non è possibile modificare più di tanto l’impianto di riscaldamento esistente si possono sostituire i radiatori tradizionali con radiatori in rame a basso consumo che permettono comunque l’integrazione con l’impianto solare.
Realizzazione del pannello ad aria
Nella realizzazione del pannello solare, il primo passo è la costruzione del cassone in legno (dimensioni 240 x 45 x 10) destinato a fungere da base per il pannello. Si assemblano gli assi e si avvitano (viti 4 x 40) con cura i lati corti sui lati lunghi. Infine si applica il fondo in compensato marino (viti 4 x 30) per mettere in squadra il tutto.
Per evitare spaccature nel legno è opportuno preforare con la punta da 3 mm prima di inserire le viti. Quindi si fodera l’interno del cassone con un pannello di sughero tagliato a misura; si consiglia di utilizzare un trincetto ben affilato, cominciando dal fondo e passando quindi ai bordi (Fig. 1). Per essere sicuri della tenuta del sughero, sul fondo si può passare un filo di colla, mentre i bordi potranno essere fissati con qualche chiodo a spillo che è bene non affondare del tutto. Anzi, per migliorare la presa sul sughero è consigliabile piegare la testa del chiodo (circa 1 cm) con una martellata.
A questo punto, servendosi della punta a tazza, si praticano sul fondo del cassone, lungo la linea mediana e a filo dei lati più corti (uno per ogni lato), due fori di 8 cm di diametro. Tali aperture sono utilizzate per la circolazione dell’aria, quella fredda dal basso e quella calda dall’alto.
Una volta eseguiti i fori, si approntano i sostegni laterali e quelli centrali per le strisce di rame. A questo scopo si utilizzano gli avanzi delle tavole di abete, sovrapponendo tre tessere di legno di circa 2 x 4 x 10 cm fino ad arrivare ad un’altezza di 6 cm. I sostegni si avvitano (impiegando le viti 4 x 70), ricordandosi sempre di preforare prima negli angoli e lungo i bordi del cassone. Un paio di sostegni vanno installati anche lungo la linea mediana del cassone (Fig. 2).

Struttura di rame

Realizzato il cassone, si può passare alla parte interna del pannello. Si salda con la fiaccola e lo stagno, senza dimenticare la pasta deossidante (Fig. 3), il tubo di rame da 12 mm in testa ad una delle strisce di rame in corrispondenza della piega a V quindi si appoggiano le due strisce sui sostegni praticando un foro con la punta di 12 mm in corrispondenza del tubo appena saldato (Fig. 4).
È essenziale lasciare un margine uniforme di aria tutto intorno. La piega a V risulterà con il vertice verso il basso. Si praticano dei fori con la punta da ferro di 3 mm in modo da poter avvitare le strisce sugli appoggi. Le viti di ottone vanno serrate bene sugli appoggi centrali e invece con la punta vanno realizzate delle piccole asole in corrispondenza degli appoggi laterali e angolari; le viti di ottone vanno lasciate leggermente allentate per non ostacolare i movimenti di dilatazione del rame quando viene riscaldato dai raggi solari.
L’operazione successiva è l’annerimento delle superfici di rame: un accorgimento che serve per aumentare la capacità d’assorbimento delle radiazioni solari da parte del pannello. L’annerimento viene effettuato bruciando in un cucchiaio alcune tavolette di canfora. Una volta dato fuoco alla canfora, ci si accuccia sotto il cassone e con movimenti lenti della mano, tenendo il cucchiaio a pochi centimetri di distanza dalle strisce, è importante assicurarsi che il rame si annerisca uniformemente. Il fumo della canfora crea una sorta di “vernice” stabile che nel tempo si cristallizza e che ha un potere di captazione dei raggi solari di gran lunga superiore a quella di molte delle vernici ipertecnologiche attualmente in commercio.
Effettuato l’annerimento, si rimette il cassone a testa in su e si passa all’applicazione, lungo tutto il bordo superiore, della guarnizione autoadesiva (5). Quindi si appoggia la lastra di vetro sulla guarnizione senza dimenticarsi di pulire accuratamente la faccia interna. Si applica un “baco” di silicone alle cornici di rame sul lato che va a contatto del vetro, si pressa ben bene con le mani e si effettuano i fori necessari ad avvitare le cornici al cassone, utilizzando le viti di ottone. A questo punto le cornici vanno sigillate accuratamente negli angoli col silicone ed il pannello è pronto. Dopo aver pulito il vetro anche all’esterno, resta solo da proteggere il legno con una vernice da esterni ecologica.

Installazione del pannello ad aria

Il pannello così costruito risulta molto efficace per deumidificare e scaldare un locale. La sua installazione va effettuata su una parete esterna esposta al sole, dopo aver praticato nel muro due fori da 8 cm di diametro in corrispondenza dei fori del pannello (il più basso va comunque a livello pavimento). Si passa il tubo di acciaio all’interno dei fori in modo da collegare la stanza con il pannello che verrà staffato al muro verticalmente e con il tubicino in alto.
Il tubicino ospiterà il sensore termostatico capillare che azionerà il ventilatore posizionato all’interno della stanza in corrispondenza del foro in basso. I benefici per la salubrità dell’ambiente non tarderanno a farsi sentire.
Il pannello solare ad aria può essere utilizzato anche per alimentare un essiccatore a circolazione naturale, in questo caso non ci sarà comunque bisogno di sensori e ventilatori.

Costruzione del pannello ad acqua

Il cassone del pannello ad acqua si differenzia da quello ad aria per l’assenza dei fori da 8 cm e per lo spessore del sughero sul fondo limitato a 5 cm, mentre sui bordi rimane di 2 cm. Inoltre, nel caso del pannello ad acqua, una volta fissato il sughero, lo si riveste con uno strato di carta stagnola, la cui funzione è quella di fare da barriera ai raggi infrarossi lunghi emessi dal rame, in modo da ridurre la perdita di efficienza dovuta allo scambio del calore aria/acqua. Il passaggio successivo è la saldatura del tubo di rame all’interno della piega a V; suddividendo la sporgenza del tubo equamente sui due lati.
Abbiate cura di stendere con attenzione la pasta deossidante e scaldate bene con la fiaccola il rame, premendo le barre in modo che aderiscano perfettamente alle strisce. Questa saldatura, assieme al fumo di canfora, renderà i vostri pannelli più efficaci di molti pannelli che potete trovare in commercio. Completata la saldatura, affumicate le strisce di rame con lo stesso metodo illustrato precedentemente, quindi praticate sui lati corti del cassone dei fori con la punta da 15 mm per il passaggio dei tubi, smontate uno dei due “coperchi” e appoggiate le strisce direttamente sulla stagnola con la faccia affumicata verso l’alto.
Richiudete il cassone, applicate la guarnizione e inserite la lastra di vetro e le cornici esattamente come per il pannello ad aria (Fig. 6).
Una volta realizzato, il pannello può essere collegato, in serie con altri, all’impianto idraulico o di riscaldamento. Se non siete esperti, fatevi aiutare da un professionista, tenendo presente che comunque bisognerà ricorrere a boiler e centraline speciali, difficilmente autocostruibili. Il grande vantaggio dei pannelli così costruiti, a parte la soddisfazione di aver realizzato con le proprie mani e poca spesa degli apparecchi efficienti, è il sicuro risparmio sugli accessori per il montaggio: i pannelli industriali salgono di costo proprio grazie a questi ultimi, mentre voi vi troverete a dover montare sul tetto o a terra delle casse in legno per cui potete organizzare soluzioni semplici e a basso costo.

Corsi per imparare

Come è stato già sottolineato, la costruzione dei due pannelli illustrati nell’articolo è alla portata di tutti, in ogni caso chi avesse difficoltà a realizzarli autonomamente può frequentare uno dei numerosi corsi di autocostruzione tenuti in Italia da associazioni e singoli tecnici come quelli organizzati nell’ecovillaggio di Torri Superiore o dallo stesso Paolo Morganti ideatore dei modelli utilizzati in questa breve guida.
• 22 – 23 luglio, Villaggio Ecologico di Granara (PR) (Corso Base), tel.
340 5360538 www.alekos.org/granara
• fine agosto/settembre (data da concordare), Ecovillaggio Torri
Superiore (IM) (Corso Base), tel. 0184215504 www.torri-superiore.org
Si ringrazia per la collaborazione Paolo Morganti, Erta, via di Polifemo, Compiobbi (Fi). Tel. 055.6594456

Box. Materiali e utensili

Pannello ad aria
2 tavole di abete delle dimensioni di 2 x 10 x 236 cm
2 tavole di abete delle dimensioni di 2 x 10 x 45 cm
alcuni avanzi di abete con funzioni di appoggio per le strisce di rame
1 lastra di compensato, tipo marino, delle dimensioni 1 x 45 x 240 cm
3 mq di sughero dello spessore di 2 cm
2 strisce di rame di spessore 6/10 di dimensioni 18 x 230 cm con una piega a V longitudinale al centro (con funzione di irrobustimento) e i bordi rinforzati
2 cornici di rame ad L 4 x 4 cm lunghe 240 cm e con bordo rinforzato
2 cornici di rame ad L 4 x 4 cm lunghe 45 cm e con bordo rinforzato
10 cm di tubo di rame diametro 12 mm
1 guarnizione autoadesiva tipo “armaflex” larga 4 cm x 5,7 m spessa 0,5
1 lastra di vetro trasparente 0,4 x 45 x 240 cm
1 barattolo di colla tipo vinavil
20 (circa) viti bronzate 4 x 40
20 (circa) viti bronzate 4 x 30
12 (circa) viti bronzate 4 x 70
30 (circa) viti di ottone 2,5 x 20
1 manciata di chiodi a spillo da 4 cm
10 (circa) tavolette di canfora
1 tubo di silicone da alte temperature
stagno al 50 % quanto basta per una saldatura
pasta deossidante

Attrezzi e utensili vari

1 sega
1 trapano elettrico
1 punta di trapano da legno di 3 mm
1 punta di trapano da legno di 12 mm
1 punta di trapano da ferro di 3 mm
1 punta di trapano “a tazza” da 8 cm per legno
1 martello
1 lama o un taglierino
1 cucchiaio
1 fiaccola per saldatura
un paio di cacciavite adatti alle viti acquistate

Accessori per l’installazione
sensore termostatico capillare
motorino aspiratore da bagno
tubo da 8 cm di diametro in acciaio: q. b.

Pannello ad acqua

Occorrono gli stessi materiali indicati per il pannello ad aria tranne che per la punta a tazza e la punta da 12 mm, inoltre cambia lo spessore del pannellino di sughero (pertanto si utilizzeranno 2 mq da 5 cm e 1 mq da 2 cm), infine ci sarà bisogno di 500 g di stagno al 50 % in barre, 2 barre di tubo di rame diam. 15 mm x 250 cm, 1 punta di trapano da legno di 15 mm e 3 mq di carta stagnola.

Accessori per l’applicazione

1 circolatore
1 centralina solare
1 boiler solare
eventuali radiatori in rame a basso consumo
tubature e raccorderie necessarie
CORSO DIMOSTRATIVO corso di un giorno dove si monta un pannello dimostrativo
CORSO BASE corso di due giorni dove si installa un vero e proprio impianto su un edificio

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