irraggiamento


Il 90% dell'energia solare viene prodotta nella zona più interna del sole, la fotosfera, che ha un diametro di circa 1,4 milioni di km e corrisponde al 23% del disco giallo che vediamo.
La terra si trova a una distanza tra i 147 e i 152 mln di km dal sole a seconda della sua posizione sull'orbita terrestre, e l'energia che la investe decresce al crescere della distanza dal sole.
Al confine con l'atmosfera terrestre l'energia solare è una costante che ha un valor medio pari a 1367 W/ m2 +- 3% in funzione della posizione sull'orbita intorno al sole; mentre sulla superficie terrestre i valori sono più bassi perché l'atmosfera diffonde e riflette energia.
Attraversando l'atmosfera, la radiazione solare subisce:

  • la riduzione della potenza: poiché l'atmosfera riflette, diffonde e assorbe la radiazione solare che l'attraversa, solo una parte dell'energia solare arriva direttamente al suolo, mentre una parte viene diffusa e la restante viene perduta per riflessione e assorbimento;
  • la modifica della lunghezza delle onde elettromagnetiche che la compongono.

L'energia dispersa dai raggi del sole varia in funzione dello strato di atmosfera che attraversano, quindi varia in funzione della latitudine del luogo e della stagione.
La parte della radiazione solare che attraversa l'atmosfera e giunge al suolo può essere scomposta in 3 componenti, indipendentemente dalla lunghezza d’onda:
 

DIRETTA - radiazione che giunge al suolo direttamente dal disco solare,
Nel centro Europa la radiazione diretta è equiparabile mediamente alla radiazione diffusa a causa della frequenza di nebbia e nuvole, ma a sud è la componente preponderante.

DIFFUSA - è la radiazione che giunge al suolo dopo essere stata riflessa e in parte assorbita dalle molecole sospese in atmosfera.

ALBEDO - è la radiazione riflessa dal suolo (parte più difficile da calcolare e in genere presente solo in orari molto circoscritti), è la parte meno preponderante a meno di condizioni particolari come nel caso di una superficie ghiacciata o la presenza di un lago o del mare; spesso è possibile farne solo una stima. E' dato sia da una riflessione della luce diffusa sia da una riflessione della luce diretta.


Rappresentazione delle componenti della radiazione solare nell'atmosfera.

Il modo in cui si suddivide la radiazione solare nelle componenti diretta, riflessa e diffusa dipende dalle condizioni meteorologiche e in particolare dalla nuvolosità: se il cielo è nuvoloso la maggior parte della radiazione disponibile al suolo è diffusa, mentre se il cielo è limpido la maggior parte è diretta. Le componenti dipendono quindi dal periodo dell'anno.

La radiazione è inoltre legata alle caratteristiche di un sito. Se questo si trova ad essere circondato da montagne, sarà costretto a rinunciare a parte della radiazione solare diretta in diversi periodi dell'anno.
Specifichiamo che vuol dire buona?

L'assorbimento di energia da parte dell'impianto dipende dal posizionamento dell'elemento captante (modulo o pannello), caratterizzato principalmente da due parametri:
1. l'inclinazione rispetto al piano orizzontale ossia tilt;
2. l'angolo di orientamento rispetto al Sud, ossia azimuth.

Posizionamento di un pannello solare rispetto agli angoli azimut e tilt.

Per ogni località e ogni condizione esistono un'inclinazione e un orientamento ottimali che danno la massima radiazione solare disponibile; tali condizioni sono azimut pari a zero e angolo di tilt pari alla latitudine del luogo di installazione con correzioni che dipendono dalla nuvolosità del luogo o dalla presenza di ostacoli che possano causare ombreggiamento. Scostamenti contenuti rispetto alla posizione ottimale danno delle perdite di energia a volte del tutto trascurabili: si possono evitare le antiestetiche strutture d'acciaio montate sui tetti per dare ai pannelli inclinazioni diverse da quella della falda, privilegiando l'integrazione architettonica.

 

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