Modello HDKR

Da TecnoLogica.

Descrizione

Modello di cielo che considera la volta celeste come una fonte di radiazione parzialmente diffusa (isotropa) e parzialmente anisotropa.
In particolare, l'anisotropia è derivante sia dalla brillanza circumsolare, cioè da quell'alone luminoso che circonda il disco solare che mantiene una discreta direzionalità rispetto all'altra aliquota, che dalla brillanza dell'orizzonte, e cioè dall'incremento di luminosità che nelle giornate di cielo sereno si trova molto prossimo all'orizzonte.
Questa modellazione risulta quindi un'estensione del modello di Hay e Davies.

Irradianza solare.png

Adottando il modello, e considerando una linea di orizzonte perfettamente rettilinea, l'irradianza solare su una generica superficie è data dalla relazione:

LaTeX: \bar I = ( \bar I_{bo} + \bar I_{do} A_i) R_b + \bar I_{do} (1 - A_i) R_d \left[ 1 + f \sin ^3 {\left( \frac{\beta}{2} \right)} \right] + ( \bar I_{bo} + \bar I_{do} ) R_r

dove LaTeX: \bar I_{bo} e LaTeX: \bar I_{do} sono le irradianze solari diretta e diffusa che si registrano per la località dove viene eseguito il calcolo, LaTeX: A_i è il coefficiente di anisotropia del cielo, LaTeX: f è un fattore che tiene conto della brillanza dell'orizzonte, e LaTeX: R_b, LaTeX: R_d e LaTeX: R_r rappresentano i fattori di inclinazione della radiazione diretta, diffusa e riflessa:

LaTeX: R_b = \frac{\cos {i}}{\sin{\alpha}};

LaTeX: R_d = \frac{1 + \cos {\beta}}{2};

LaTeX: R_r = \rho \frac{1 - \cos {\beta}}{2}.

Gli angoli LaTeX: \alpha, LaTeX: \beta e LaTeX: i sono rispettivamente l'altezza solare, l'inclinazione della superficie rispetto al piano orizzontale e l'angolo incidente dei raggi solari rispetto alla retta normale uscente dal piano.
Il coseno di quest'angolo è ricavabile dalla seguente relazione:

LaTeX: \cos {i} = \cos {\beta} \sin {\alpha} + \sin {\beta} \cos {\alpha} cos {(\lambda- \gamma)},

dove LaTeX: \lambda è l'azimut solare, e LaTeX: \gamma è l'azimut della superficie considerata misurati in senso orario a partire da sud.
Il coefficiente di anisotropia del cielo è il rapporto tra l'irradianza diretta normale al suolo LaTeX: \bar I_{bn} e l'irradianza diretta normale extratmosfericaLaTeX: \bar I_o dato dalla relazione:

LaTeX: A_i = \frac{\bar I_{bn}}{\bar I_o} = \frac{\bar I_{bo}}{\bar I_o \sin {\alpha}}.

Il fattore LaTeX: f è pari a:

LaTeX:  f = \sqrt {\frac {\bar I_{bo}}{\bar I_{bo} + \bar I_{do}}},

e dovrebbe annullarsi in caso di cielo coperto.

Voci correlate

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