produzione di energia elettrica con sistemi a celle ... - Il Saturatore

progettazione e simulazione degli impianti fotovoltaici
8.2. La radiazione solare extraterrestre
Il calcolo della radiazione extraterrestre fa ricorso, quindi, a una formula che include un
fattore di correzione per l’eccentricità, che tiene conto di tale variazione. E’ solitamente
usata la formula di Duffie e Beckman (1980):
E
0
⎛360n ⎞
= 1+ 0.033cos⎜ ⎟
⎝ 365 ⎠ (8-1)
dove n è il giorno dell’anno contato a partire dall’1 Gennaio[ 1 ≤n≤ 365]
.
L’asse terrestre è inclinato di 23,5 gradi rispetto al piano dell’orbita rispetto al Sole.
Si hanno così dei giorni più lunghi nell’emisfero Nord dall’equinozio di primavera
(approssimativamente il 23 Marzo) all’equinozio di autunno (approssimativamente il 22
Settembre) e giorni più lunghi nell’emisfero Sud negli altri sei mesi. Negli equinozi di
Marzo e Settembre il Sole è direttamente sopra l’Equatore, entrambi i poli sono
equidistanti dal Sole, e sulla Terra si hanno dodici ore di luce e dodici ore di buio.
A latitudini temperate (23,5°÷66,5° Nord e Sud) le variazioni dell’insolazione sono
rilevanti. Per esempio a 40° Nord la radiazione globale solare media giornaliera varia da
3,94 kWh/m 2 in Dicembre a 11,68 kWh/m 2 in Giugno.
La posizione del Sole relativa al sito è nota se sono note la latitudine (L), l’angolo orario
(W) e la declinazione del Sole (δ) si veda al riguardo la figura 69 . L’angolo orario è la
distanza angolare tra il Sole e la sua posizione a mezzogiorno lungo la sua traiettoria
apparente sulla volta celeste, è misurato sul piano equatoriale; a mezzogiorno esso
assume il valore zero, nel dato sito, l’angolo orario esprime il tempo del giorno rispetto a
mezzogiorno, un’ora corrisponde a 15°, la direzione positiva convenzionale è da Est ad
Ovest.
equatore
Fig. 69 – Coordinate solari
raggi solari
La declinazione solare è l’angolo che la direzione dei raggi solari forma a mezzogiorno,
sul meridiano considerato, col piano equatoriale, risulta anche pari all’angolo che i raggi
solari formano a mezzogiorno con la direzione dello zenit sull’Equatore e coincide
inoltre con la latitudine geografica alla quale in un determinato giorno dell’anno il Sole a
mezzogiorno sta sullo zenit; è positiva quando il Sole è al di sotto di esso. Essa varia da
-23,45° nel solstizio di inverno (21 Dicembre) a +23,45° nel solstizio d’estate (22
Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca 127