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’
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
Radiazione sola che colpisce la superficie con un unico
e ben preciso angolo.
DIRETTA
IS
Radiazione solare che Incide sulla superficie con vari
angoli.
DIFFUSA
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
a) Condizioni atmosferiche
b) Inclinazione e orientamento della superficie
c) Presenza di elementi riflettenti
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
).