Università di Roma – Tor Vergata
Facoltà di Ingegneria – Dipartimento di Ingegneria Meccanica
Termotecnica 1
“Pannelli Solari.”
Ing. G. Bovesecchi
[email protected]
06-7259-7127 (7249/4657)
Anno Accademico 2011-2012
Pannelli Solari
Pannelli Solari
Pannelli Solari
Pannelli Solari
Pannelli Solari
A Catania (latitudine L=37°), si deve fornire ad un edificio
civile acqua calda (cp=4,19kJ/kg °C) a 60°C partendo da
acqua di rete a 15°C con una portata di 0.0107 kg/s. La
fornitura viene realizzata con pannelli solari termici a doppia
copertura e con superficie captante selettiva. Il sistema è
costituito da moduli di dimensione 1.5m x 0.75m.
Il pannello è esposto a sud ( =0°), con un angolo di 35°
rispetto al piano orizzontale (=35°).
Per il dimensionamento (superficie totale e numero di moduli)
fare riferimento alla data del 10 marzo alle ore 14.00 (ora
solare), quando la temperatura ambiente è di 23 °C.
Pannelli Solari
Si ricordano di seguito le formule relative al calcolo
dell’irraggiamento solare sui pannelli.
declinazione solare:
æ 360° N +10
sin dS = -sin 23,45° × cos ç
ç 365,25
è
( )
(
)
(
) ö÷
÷
ø
dove N è il numero dei giorni a partire dal 1° gennaio.
angolo solare orario:
w = 15 °h -1 × nh
dove nh è il numero di ore a partire da mezzogiorno.
Pannelli Solari
altezza solare:
sin y = sin f L sin dS + cos f L cos dS cosw
azimut solare:
é cos d sin w ù
S
g S = arcsin ê
ú
ë cos y û
tgdS
cos w >
tgf L
é cos d sin w ù
S
g S = 180° - arcsin ê
ú
ë cos y û
tgdS
cos w <
tgf L
angolo sole-superficie del pannello:
(
)
cosz = cos g S - g cos y sin b + sin y cos b
Pannelli Solari
Numero di giorni:
N = 31+ 28+10 = 69giorni
declinazione solare:
(
æ 360° N +10
sin dS = -sin 23,45° × cos ç
ç 365,25
è
( )
(
)
(
æ 360° 69 +10
= -sin 23,45° × cos ç
ç 365,25
è
(
)
) ö÷ =
÷
ø
) ö÷ = -0.0837
÷
ø
angolo solare orario:
w = 15°h-1 × nh = 15°h-1 × 2h = 30°
Pannelli Solari
altezza solare:
sin y = sin j L × sin dS + cos j L × cos dS × cosw =
( )(
)
( )(
)
( )
= sin 37° × -0.0837 + cos 37° × 0.9965 × cos 30° = 0.6388
cos y = 0.7693
tgdS
cos w >
tgj L
sin dS cos j L
cos w >
cos dS sin j L
( )
Pannelli Solari
sin dS cos j L
cos w >
cos dS sin j L
( )
( )
( )
-0.0837 cos 37
cos 30° >
0.9965 sin 37
( )
0.866 > -0.1115
azimut solare:
( )
é 0.9965× sin 30 ù
é cos d sin w ù
S
ú = 40.36°
g S = arcsin ê
ú = arcsin ê
0.7694
êë
úû
ë cos y û
Pannelli Solari
Pannelli Solari
GR = 928W × m-2
(
)
cosz = cos g S - g cos y sin b + sin y cos b
(
)
( )
( )
= cos 40° - 0° × 0.7693× sin 35° + 0.6388× cos 35° = 0.861
Gt = GR × cosz = 928W × m-2 × 0.861= 799W × m-2
60 +15
- 23
t f - ta
= 2
= 0.018
Gt
799
Pannelli Solari
Pannelli Solari
h =0.7
Q = h × A×Gt
Q
= h ×Gt = h ×GR × cosz
A
Q
= 0.7× 928W × m-2 × 0.861= 559W × m-2
A
Q = m× c p × DT
(
)
Q = 0.0107kg × s-1 × 4.19kJ × kg -1 × K -1 × 60 -15 K = 2.017kW
Pannelli Solari
Q
= 559W × m-2
A
Q
2017W
2
A=
=
=
3.6m
559W × m-2 559W × m-2
A = n × Amod
A
3.6m2
n=
=
= 3.2
2
Amod 1.5× 0.75 m
(
)