Il pannello solare termico o collettore solare, è un dispositivo progettato per raccogliere l’energia irradiata dal sole e convertirla in energia termica. L’uso dei pannelli solari è per lo più indirizzato alla produzione di acqua calda per uso sanitario, al riscaldamento della casa e al riscaldamento dell’acqua delle piscine.
I collettori sono generalmente divisi in due gruppi: quelli che captano basse temperature, utilizzati principalmente negli impianti di riscaldamento domestico, e quelli che captano alte temperature, formati da specchi e generalmente utilizzati per produrre elettricità.
Un collettore solare piano, chiamato anche collettore piatto solare o pannello solare termico, è costituito da una scatola metallica in cui avviene la circolazione di un fluido, il quale viene riscaldato mentre passa attraverso il pannello. Ci sono collettori protetti e non protetti. Quelli protetti hanno un vetro che limita la dispersione di calore. I collettori non protetti invece sono quelli più a buon mercato e con migliori prestazioni, utilizzati principalmente per riscaldare le piscine.
I collettori solari funzionano con lo stesso principio che si può sperimentare quando si entra in una macchina parcheggiata al sole in estate. Il vetro usato nei pannelli si comporta come un filtro per certe lunghezze d’onda della luce del sole, vi passa principalmente la luce visibile, mentre è meno attraversabile da lunghezze d’onda infrarosse di energia più bassa.
Il sole incide sul vetro del collettore, che essendo molto trasparente alla lunghezza d’onda della radiazione visibile, lascia passare la maggior parte dell’energia. Questo riscalda poi il piatto del collettore che, a sua volta, diventa un emittente d’irradiazione a onda lunga (raggi infrarossi). Così la scatola viene riscaldato al di sopra della temperatura esterna. Passando attraverso la scatola, il fluido termovettore che scorre attraverso i tubi si riscalda e porta l’energia termica dove desideriamo.
Il rendimento dei collettori migliora quando è minore la temperatura di lavoro, in quanto maggiore è la temperatura all’interno della scatola (in relazione con l’esterno), maggiore è la perdita di trasmissione del vetro.