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

progettazione e simulazione degli impianti fotovoltaici
La curva AM0, corrispondente alla radiazione solare misurata al di fuori dell’atmosfera
terrestre, risulta invece essere assai simile allo spettro di emissione di un corpo nero
portato alla temperatura di 5.760 K.
Tuttavia, al fine di stabilire delle condizioni di prova standard in laboratorio per i
componenti fotovoltaici, la norma CEI EN 60904-3 (CEI 82-3) considera la curva
AM1,5 come radiazione solare standard di riferimento. Per quest’ultima, nel documento
normativo sono anche riportati i valori standard di energia specifica associati alle varie
frequenze dello spettro luminoso, da riprodurre nei simulatori solari a lampada utilizzati
nei test.
Nelle norme, cosi come nella pratica impiantistica di progettazione, il valore di massima
radiazione al suolo viene assunto pari a 1.000 W/m 2
La misura della radiazione solare globale orizzontale, si effettua mediante uno
strumento, detto piranometro o più comunemente solarimetro. Lo strumento misura
l'energia associata alla componente verticale della radiazione incidente nell’unita di
tempo ed è sensibile alle frequenze visibili della radiazione solare ed al vicino infrarosso.
L’intensità della radiazione globale o potenza specifica è espressa in W/m 2 . Tipicamente
i valori di potenza specifica orizzontale possono arrivare in Italia, al livello del mare,
durante una bella giornata estiva di sole, a 900÷1100 W/m 2 .
Registrando a intervalli di tempo regolari l'irraggiamento istantaneo, si possono ottenere
diverse grandezze utili per l’ingegneria solare, (valore medio orario della radiazione
globale, l’integrale giornaliero, il valore massimo giornaliero ecc.) e tutte le statistiche
necessarie per caratterizzare un sito.
Inclinando poi lo strumento ad un angolo fisso rispetto al piano orizzontale è anche
possibile misurare la radiazione solare globale su un piano inclinato che, come vedremo,
risulta uno dei dati fondamentali nella progettazione solare.
Dalle considerazioni fatte sopra si deduce che la stima della radiazione globale solare al
livello del suolo richiede delle più complesse metodologie di quelle relative alla stima
della radiazione solare extraterrestre. Infatti in un dato sito hanno molto peso le
condizioni atmosferiche e topografiche oltre agli altri parametri che determinano la
posizione del Sole nel cielo. I problemi sono anche più complessi a livello di
progettazione di sistemi fotovoltaici perchè in genere le misure di irraggiamento solare o
le estrapolazioni con modelli partono sempre da dati riferiti a superfici orizzontali e non
a superfici inclinate.
Occorre quindi riportare i predetti dati ad altri che si riferiscono alla effettiva
orientazione della superficie di collezione della radiazione solare.
La radiazione globale a livello del suolo consiste di radiazione diretta, di radiazione
diffusa dal cielo a causa dello scattering dei costituenti dell’atmosfera (nebbia ed
aerosol). Si veda a riguardo la figura 72.
L’atmosfera è variabile ed agisce come un filtro dinamico assorbendo e diffondendo la
radiazione solare. I cumuli e gli strati di nebbia bassi ed a media altezza sono in genere
opachi ed intercettano la radiazione solare, invece le nebbie alte (ad esempio cirri) sono
traslucidi e diffondono la radiazione diretta, ma non la bloccano totalmente. Nei giorni
soleggiati con cielo sereno la maggior parte della radiazione solare è radiazione diretta e
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Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca