Sistemi solari attivi termici a scala di edificio Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Sistemi solari attivi termici a scala di edificio Autori: Paola Caputo Daniel Pahud Fonti: Corso Post diploma E.00 Energy Management Corso E.27 Progettazione di impianti fotovoltaici autonomi e collegati alla rete. Basi di meteorologia – Domenico Chianese Corso Post diploma E.00 Energy Management Corso E.01 Basi di meteorologia Basi di meteo – Marco Gaia SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Indice SUPSI Basi di meteorologia Irraggiamento Orientamento Ombre Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Indice Basi di meteorologia Irraggiamento Orientamento Ombre Diagrammi solari SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Radiazione solare SUPSI Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Radiazione solare Fonte: acqua calda con l’energia solare SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 3

Radiazione diretta e diffusa Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Radiazione diretta e diffusa Fonte: acqua calda con l’energia solare SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 4

Giorno estivo, piano orizzontale Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Giorno estivo, piano orizzontale Irraggiamento giornaliero: 6.5 kWh/m2 Fonte: rilievi del LEEE – TISO a Trevano SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 5

Andamento annuo, piano orizzontale Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Andamento annuo, piano orizzontale Fonte: Meteonorm, www.meteotest.ch/en/mn_home SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 6

Somma delle ore di sole durante un mese Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Somma delle ore di sole durante un mese Mese Somma mensile Ticino come “Sonnestube” SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Soleggiamento medio e annuo mensile (in ore) Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Soleggiamento medio e annuo mensile (in ore) Forte dipendenza: localizzazione (fondovalle / pendio / cima di una montagna) periodo dell’anno (durata del giorno diversa fra estate e inverno) SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Insolazione [kWh/m2] SUPSI Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Insolazione [kWh/m2] Il termine insolazione esprime una energia per unità di superficie (media dell’irraggiamento rilevato in un determinato periodo). In pratica la potenzialità energetica di una certa località viene espressa per mezzo dell'insolazione media annua, che fornisce la quantità di energia solare che nell'arco di un anno incide su una superficie di 1 m2. Questa grandezza viene di solito misurata in "ore annue di insolazione equivalente": queste rappresentano il numero di ore di insolazione nell'arco dell'anno riportate alla condizione di irraggiamento nominale (1000 W/m2). Questa unità di misura è particolarmente comoda perché, nota la potenza nominale dell'impianto, essa consente di calcolare immediatamente l'energia che esso è in grado di produrre. SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Insolazione in Europa SUPSI [kWh/m2] Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Insolazione in Europa [kWh/m2] SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Insolazione in Svizzera Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Insolazione in Svizzera [kWh/m2] http://sunbird.jrc.it/pvgis/countries/europe.htm SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 11

Insolazione in Ticino SUPSI [kWh/m2] Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Insolazione in Ticino [kWh/m2] SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 12

Dati storici di radiazione Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Dati storici di radiazione Radiazione solare globale giornaliera media e massima Radiazione solare globale rilevata a Locarno-Monti su superficie orizzontale nel periodo 1981-2001 SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Moti Terra - Sole SUPSI Traiettoria del sole Sistemi solari passivi a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Moti Terra - Sole Traiettoria del sole Filmato, sequenza stagioni (traiettoria raggi solari e lunghezza giorni) SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 14

Percorso apparente del sole Sistemi solari attivi termici a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Percorso apparente del sole Traiettoria del sole Tutte le applicazioni solari necessitano la conoscenza del movimento apparente del sole per un punto dato della superficie terrestre, caratterizzato dalla sua latitudine (positiva per l’emisfero nord) e la sua longitudine (definita rispetto al meridiano di Greenwich, positiva verso l’est). Traiettoria del sole per un osservatore terrestre durante diverse stagioni SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Azimut & Tilt SUPSI Posizione del sole: definizione HS: elevazione Sistemi solari passivi a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Azimut & Tilt Posizione del sole: definizione HS: elevazione AZ: azimut (negativo verso est  est = -90°) Tutte le applicazioni solari necessitano la conoscenza del movimento apparente del sole per un punto dato della superficie terrestre, caratterizzato dalla sua latitudine (positiva per l’emisfero nord) e la sua longitudine (definita rispetto al meridiano di Greenwich, positiva verso l’est). SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Orientamento & inclinazione Sistemi solari passivi a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Orientamento & inclinazione Energia incidente: piani inclinati SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA

Approfondimento: solarpathfinder Sistemi solari passivi a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Approfondimento: solarpathfinder Rilievo orizzonte SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 18

Approfondimento: meteonorm Sistemi solari passivi a scala di edificio: modulo 3 _ lezione 1 Approfondimento: meteonorm Database meteorologico SUPSI Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana Dipartimento Ambiente Costruzioni e Design Istituto di Sostenibilità Applicata all’ Ambiente Costruito UNIVERSITÀ DELLA SVIZZERA ITALIANA ACCADEMIA DI ARCHITETTURA 19