FOTOVOLTAICO LA RADIAZIONE SOLARE

Il Sole Sfera di gas riscaldato da reazioni di fusione termonucleare che, come tutti i corpi caldi emette una radiazione elettromagnetica o solare. L’energia solare è una delle fonti di energia primaria Non è esauribile (5 MLD anni) Non inquina L’energia solare si propaga simmetricamente nello spazio fino ad investire la terra, in particolare la fascia esterna della atmosfera terrestre

Il Sole La potenza associata alla radiazione solare emessa dai processi di fusione che incide sull’unità di superficie prende il nome di IRRAGGIAMENTO SOLARE. La potenzia irradiata complessivamente dal sole è pari ad oltre 60.000 kW per metro quadrato La potenza disponibile decresce via via che aumenta la distanza dal sole, e dopo aver percorso i circa 150 milioni di km che separano la terra dal sole assume un valore molto più ridotto, di poco superiore ad 1.35 kW/m2 Tale valore chiamato viene chiamato COSTANTE SOLARE Nella realtà tale valore non è costante perché dipende dall’attività solare ( macchie solari ) e dalla distanza sole – terra variabile nell’arco dell’anno. Il valore “ storico “ è di 1.353 W/mq.

Il Sole La costante solare è da intendersi come un valore medio di riferimento, perche la potenza che raggiunge la fascia esterna della atmosfera terrestre in realtà oscilla, principalmente a causa della variazione periodica della distanza terra sole

Il Sole Nei mesi di giugno e luglio la distanza terra-sole è massima Ricordiamo che l’orbita della terra ha forma ellittica Il motivo per cui alle nostre latitudini le temperature sono più elevate nei mesi in cui la radiazione solare è minima dipende dal fatto che nei mesi estivi si ha un angolo di incidenza dei raggi solari sfavorevole.

Curiosita’

Mentre del rimanente terzo il 70 % cade sui mari. Radiazione solare In un anno l’energia solare che raggiunge la terra viene per i 2/3 riflessa o assorbita dall’atmosfera. Mentre del rimanente terzo il 70 % cade sui mari. In ogni caso l’energia solare che cade sulle terre emerse ( circa 10 % ) è pari a migliaia di volte il consumo energetico mondiale annuale. Il valore convenzionale di radiazione solare istantanea ( potenza ) incidente sul suolo terrestre è pari a 1.000 W/mq.

Radiazione diretta, diffusa e albedo La radiazione solare che raggiunge la superficie esposta si divide in : ID DIRETTA Radiazione sola che colpisce la superficie con un unico e ben preciso angolo. IS DIFFUSA Radiazione solare che Incide sulla superficie con vari angoli. R RIFLESSA O ALBEDO Contributo dovuto alla radiazione solare che viene riflessa dal terreno, specchi d’acqua o altre superficie orizzontali.

Radiazione diretta, diffusa e albedo La radiazione solare totale che incide su di una superficie è data da DIRETTA RIFLESSA O ALBEDO DIFFUSA IT = ID + IS + R

Radiazione diretta, diffusa e albedo Le proporzioni di radiazione diretta, diffusa e riflessa ricevuta da una superficie dipendono da Condizioni atmosferiche Inclinazione e orientamento della superficie Presenza di elementi riflettenti

CONDIZIONI METEOROLOGICHE Radiazione diretta, diffusa e albedo CONDIZIONI METEOROLOGICHE In una giornata nuvolosa la radiazione è pressoché totalmente diffusa, in una giornata serena con clima secco predomina la componente diretta che può arrivare al 90%.

Radiazione diretta, diffusa e albedo INCLINAZIONE E ORIENTAMENTO DELLA SUPERFICIE Una superficie orizzontale riceve la massima radiazione diffusa e la minima riflessa; la componente riflessa aumenta al crescere della inclinazione. PRESENZA DI ELEMENTI RIFLETTENTI Il contributo maggiore è dato dalle superficie chiare,così la radiazione riflessa aumenta in inverno, per effetto della presenza di neve e diminuisce in estate per effetto di assorbimento dovuto ai colori scuri ( erba, terreno . . . )

ELEVAZIONE E AZIMUTH L’intensità della radiazione solare incidente su di una superficie al suolo è influenzata dall’angolo di inclinazione della radiazione stessa. Più piccolo è l’angolo che i raggi del sole formano con una superficie orizzontale e maggiore è lo spessore di atmosfera che essi devono attraversare e di conseguenza minore è la potenza della radiazione solare che incide sulla superficie. L’angolo di inclinazione della radiazione è una quantità che varia durante il giorno.

ELEVAZIONE E AZIMUTH Per descrivere il moto del sole si usano due angoli: l’altezza ( o “ elevazione “ ) del sole rispetto all’orizzonte e l’ ”angolo orario “ o “ azimuth “ ( l’angolo che la direzione del sole , proiettata sul piano orizzontale, forma con la direzione Sud ).