Dal primo collettore solare all’ultimo modello di pannello solare termico compatto ne è passato di tempo. Il collettore solare (anche detto pannello solare termico), è un dispositivo atto a convertire le radiazioni solari in energia termica.
Il primo collettore solare probabilmente risale all’epoca romana ma non esistono documentazioni ufficiali, ai tempi dell’Impero romano già si conosceva il potenziale dell’irraggiamento solare per mezzo dell’effetto serra creato dai vetri delle finestre delle case. Entrando più nello specifico, nel Cinquecento, Leonardo Da Vinci riuscì ad ampliare uno studio di parabole per concentrare l’energia solare, nacque così un ancestrale progetto di collettore solare che nel corso dei secoli andò via via perfezionandosi.
Nel Settecento, Lavoisier riuscì a fondere il platino somministrando calore proprio mediante la concentrazione di raggi solari, ma risale al 1767 l’invenzione del primo collettore pannello solare: una pentola di legno foderata di sughero nero, il prototipo portava la firma di Horace-Bénédict de Saussure. Nel 1830, in Inghilterra, John Herschel perfezionò il sistema ideato da Saussure da cui nacque una tecnica di cottura ancora impiegata nei giorni nostri, la solar cooking.
Quello costruito nel 1767 a opera di Horace-Benedict de Saussure, si chiamava Eliometro. E’ stato il primo esempio di collettore solare. In dettaglio si trattava di una scatola di legno foderata di sughero nero, sulla parte superiore della quale erano applicati tre strati di vetro posti ad opportuna distanza: la temperatura all’interno della scatola arrivava a 109 °C.
Se si spulcia tra i documenti ufficiali, si scopre che il brevetto per il primo collettore solare fu assegnato l’americano Clarence Kemp nel 1891. Il primo pannello solare termico fu impiegato per la produzione di acqua calda sanitaria.
Dall’invenzione del collettore solare si passa rapidamente alla messa a punto del primo pannello solare. Di pari passo con lo sviluppo del solare termico, si approfondiscono gli studi sul potenziale dell’energia solare. Il francese Auguste Mouchot pensò di sfruttare l’energia solare per la produzione di energia meccanica, con l’intento di ridurre la dipendenza dal carbone dell’industria del suo Paese, siamo ancora nell’Ottocento. Il francese sviluppò il primo motore elettrico solare dalla potenza di 1 kW. Il suo progetto fu molto popolare all’epoca ma la convenienza economica del carbone lo era ancora di più.
Dalla fine dell’Ottocento in poi, il settore dell’energia solare fu una continua scoperta. Le evoluzioni di spicco, in ordine cronologico, sono:
– 1878. In quest’anno l’inglese William Adams cominciò la costruzione della prima torre a concentrazione per la produzione di energia elettrica
-1885. In quest’anno il francese Charles Tellier utilizzò dei pannelli solari piatti per la produzione di vapore. In questo stesso periodo John Ericsson inventò i primi pannelli parabolici e li applicò a vari motori solari.
-1891. Fu brevettato il primo sistema commerciale per la produzione di acqua calda a partire dal solare termico. Il brevetto fu depositato dall’Americano Clarence Kemp.
-1897. Già un terzo delle case di Pasadena, in California, erano dotate di dispositivi solari per il riscaldamento della acqua.
-1906. In quest’anno Frank Shuman costruì un impianto in grado di produrre una capacità energetica di circa 300 kW. L’impianto copriva una superficie di 4.000 m2 ed era situato in Egitto.
Dal 1920 in poi, negli USA, in particolare in Florida e California, iniziò a diffondersi il sistema “day and night water heater“, in grado di fornire acqua calda 24 ore al giorno; si trattava di un sistema a circolazione naturale in cui l’acqua veniva accumulata in un serbatoio posto più in alto dei collettori solari piani.
-1935. Fu realizzato il primo edificio in cui il riscaldamento era affidato a una serie di collettori solari.
-1950. Si diffondono i primi boiler solari. Da allora, fino ai nostri giorni, la strada dell’energia solare è tutta in discesa. I progressi del settore fotovoltaico sono innegabili, soprattutto con la scoperta di sempre nuovi materiali conduttori ad alta efficienza.