Modello di cielo
Da TecnoLogica.
Descrizione
Per modello di cielo si intende il modo con cui si immagina che la radiazione solare si distribuisca nella volta celeste. Infatti una parte della radiazione viene proiettata direttamente dal disco solare, mentre una seconda aliquota viene diffusa dall'atmosfera secondo un effetto detto scattering; i diversi modelli trattano in modo differente proprio questa radiazione scatterata, e sono:
- modello di cielo isotropo;
- modello di cielo anisotropo di Hay e Davies;
- modello di cielo anisotropo HDKR
- modello di cielo anisotropo di Perez.
Questi modelli consentono di calcolare il valore della radiazione solare incidente su una superficie inclinata qualsiasi; per tale motivo sono particolarmente utilizzati per dimensionare pannelli fotovoltaici e solari termici, per valutare gli apporti energetici negli edifici e per stimare l'illuminamento naturale.
In tutti i modelli, la volta celeste è immaginata come una semisfera che avvolge completamente l'ambiente naturale e la sua linea di orizzonte geometrico è perfettamente piatta; il terreno ha un albedo ρ uniforme. Oltre l'albedo del terreno, devono essere noti l'altezza solare α, l'irradianza solare diretta e diffusa
, e la posizione della superficie. Quest'ultima è espressa in funzione di due angoli:
- l'inclinazione β, e cioè l'angolo che forma la superficie con il piano orizzontale;
- l'azimut γ, e cioè l'angolo orario che la normale alla superficie proiettata sul piano orizzontale forma con la direzione sud.
Il prospetto di un edificio, ad esempio, è caratterizzato dal valore β = 90°; una copertura piana è invece tale da avere β = 0°. Allo stesso modo, un prospetto rivolto a sud ha γ = 0°, uno rivolto ad ovest è tale per cui γ = 90°.
Nel modello isotropo, la volta celeste è considerata come una fonte omnidirezionale, e cioè tale che la radiazione che emette sia completamente diffusa nell'ambiente circostante; al contrario, i modelli anisotropi considerano la volta celeste composta da una parte perfettamente diffusa ed isotropa, ed una o più parti anisotrope: e la brillanza circumsolare (HDKR, Perez) e la brillanza dell'orizzonte (Hay e Davies, HDKR, Perez).
Entrambe le componenti anisotrope dipendono dalla nuvolosità del cielo: più esso è sereno, maggiore sarà il loro effetto; i modelli più complessi (HDKR e Perez) diffferiscono tra loro per gli algoritmi di calcolo e l'estattezza dei risultati.
Voci correlate
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