Irradiazione solare

Da TecnoLogica.

Versione delle 10:06, 29 apr 2012, autore: Lucarck (Discussione | contributi)

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Irradiazione di una superficie investita direttamente o indirettamente dai raggi del sole.

Descrizione

Quantità di energia elettromagnetica emessa dal sole e ricevuta da una superficie in un periodo di tempo determinato: un giorno, un mese, o un anno.
Questa quantità di energia dipende da diversi fattori, ed in particolare:

dalla inclinazione della superficie;
dalla posizione geografica del luogo;
dalla limpidezza della volta celeste, e cioè dalla presenza/assenza di nuvole.

Per tale motivo, l'irradiazione solare in un particolare luogo viene espressa da due valori: l'i. solare giornaliera media mensile diretta $LaTeX: \bar H_{bo}$ e diffusa $LaTeX: \bar H_{do}$ su un piano orizzontale. Le norme tecniche^[1] mettono a disposizione una tabella (riportata più sotto) nella quale sono riportate le irradiazioni solari giornaliere medie mensili dirette e diffuse per 101 città italiane, ed è descritto un protocollo per la stima dei medesimi valori per qualsiasi punto del territorio nazionale.
l'Ente Nazionale Energie Alternative mette a disposizione sul proprio sito l'Atlante italiano della radiazione solare, che contiene mappe e procedure di previsione per il calcolo dei valori di irradiazione.

Misurazione

La misurazione dell'irradiazione solare avviene utilizzando uno strumento detto piranometro, in grado di eseguire la misura della quantità di energia incidente su di esso.

Calcolo

Norma UNI

La norma italiana divide la valutazione in due fasi:

determinare l'irradiazione diretta e diffusa sul piano orizzontale^[1];
determinare l'irradiazione su un generico piano comunque inclinato^[2].

Per determinare l'irradiazione sul piano orizzontale si individuano dalla tabella riportata accanto le due stazioni meteorologiche più prossime alla località di calcolo; indicando con i pedici $LaTeX: r1$ e $LaTeX: r2$ le quantità riferite alle stazioni, e con il pedice $LaTeX: c$ le quantità riferite al luogo di calcolo, la formula:

$LaTeX: \bar H_c = \bar H_{r1}+ \frac {\bar H_{r2} - \bar H_{r1}}{\varphi_{r2} - \varphi_{r1}} (\varphi_c - \varphi_{r1})$

permette di valutare le irradiazioni cercate, dove:

$LaTeX: \bar H$ indica l'irradiazione diretta o diffusa;
$LaTeX: \varphi$ indica la latitudine del luogo.

Naturalmente l'operazione deve essere ripetura per i due valori $LaTeX: \bar H_{bo}$ e $LaTeX: \bar H_{do}$ allo scopo di conoscere le aliquote di radiazione diretta e diffusa. La quantità totale è invece determinata dalla semplice relazione:

$LaTeX: \bar H_o = \bar H_{bo} + \bar H_{do}$ .

Conosciuti i valori sul piano orizzontale è possibile procedere alla determinazione dell'irradiazione solare su un piano genericamente inclinato.

Posizione delle stazioni

Tabella deglle irradiazioni

Per fare ciò bisogna quindi conoscere:

l'inclinazione $LaTeX: \beta$ della superficie rispetto al piano orizzontale;
l'azimut $LaTeX: \gamma$ della superficie rispetto alla direzione sud (con verso orario positivo);
la declinazione $LaTeX: \delta$ del sole.