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

progettazione e simulazione degli impianti fotovoltaici
La massa d’aria
Allo scopo di uniformare le condizioni in cui vengono provate le celle fotovoltaiche per
applicazioni terrestri, si è definita, oltre alla gia nota atmosfera standard AM 1 (lo
spessore di atmosfera standard attraversato in direzione perpendicolare alla superficie
terrestre e misurato a livello del mare), le atmosfere AM2, AM3...AMn caratterizzate
dall'essere attraversate 2, 3, n volte dalla radiazione solare.
Radiazione assorbita, riflessa, diffusa
La radiazione solare oltre che assorbita e riflessa viene anche diffusa.
La percentuale di essa dipende dalle condizioni meteorologiche, ma c'e una necessità
fondamentale che obbliga allo studio dettagliato di questa grandezza.
La necessità di conoscere la componente diretta e quella diffusa della radiazione, viene
dal fatto che i sistemi fotovoltaici non si comportano nello stesso modo rispetto a
queste due componenti della radiazione. I sistemi a concentrazione, ad esempio, sono
praticamente insensibili alla componente diffusa che non può venire concentrata dai
dispositivi, specchi o lenti destinati a focalizzare la radiazione sulle celle fotovoltaiche.
I pannelli piani sono invece sensibili ad ambedue le componenti ma con modalità che
variano al variare dell'inclinazione dei pannelli.
Sui pannelli piani, la radiazione 2 I è somma di tre componenti, due delle quali sono le già
enunciate radiazione diretta (I B) e diffusa (I D) la terza componente è la radiazione di
albedo ed è dovuta alla riflessione della radiazione solare dal suolo al pannello. Possiamo
aggiungere che I D è proporzionale alla porzione di cielo vista dal pannello poiché la
suddetta radiazione è isotropa:
I D = I D0 (I + cosS)/2 (8-31)
in cui I D0 è la densità di potenza della radiazione diffusa raccolta sul pannello
orizzontale. L'inclinazione del pannello è fondamentale perchè un pannello rivolto verso
l’equatore raccoglie la massima radiazione diretta ma non la massima radiazione diffusa
poichè non vede tutta la volta celeste: bisognerà scegliere quivi una inclinazione minore
della latitudine in dipendenza dalle condizioni climatiche.
Per ciò che riguarda la componente di albedo (I A) possiamo dire che essa dipende
dall'inclinazione del pannello in modo complementare alla radiazione diffusa ed inoltre
dalle proprietà riflettenti del terreno:
I A = I 0 ρ (1-cosS)/2
dove ρ è il fattore di albedo; I 0 è la radiazione totale sull'orizzontale. Il fattore di albedo
è un dato essenzialmente sperimentale, generalmente legato alla stagione per una stessa
località ed è per questo che sono state create numerose tabelle che forniscono una guida
orientativa alla valutazione di questa grandezza per diversi paesaggi tipici.
2 ove non sia diversamente specificato si tratta di valori orari
Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca 145