La solarità nelle varie zone italiane per il fotovoltaico

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1 Energia e Ambiente La soarità nee varie zone itaiane per i fotovotaico Modena 5 marzo 2008 Gianni Leanza

2 Energia e Ambiente QUANTA ENERGIA ARRIVA DAL SOLE? Da Soe, si iberano enormi quantità di energia sottoforma di radiazioni eettromagnetiche. Questo enorme fusso di energia che arriva sua Terra è pari a circa vote attuae consumo energetico mondiae. Di questa energia, però, soo una parte può essere utiizzata dagi impianti fotovotaici. L energia proveniente da Soe arriva a suoo con un intensità di circa W/m 2 (irraggiamento a suoo in condizioni di giornata serena e Soe a mezzogiorno). La quantità di energia soare che può essere utimente raccota da un dispositivo fotovotaico dipende da irraggiamento de uogo. La capacità di una cea fotovotaica di convertire energia soare in eettricità è funzione sia de intensità che dea composizione spettrae dea radiazione incidente. I rendimento medio di una cea fotovotaica assume vaori differenti a seconda dea ocaità sceta e dee condizioni atmosferiche caratterizzanti a ocaità stessa.

3 Energia e Ambiente LA MISURA DELLA RADIAZIONE SOLARE Per definire a quantità di irraggiamento incidente in uno specifico sito è fondamentae coocare e informazioni in funzione de cima generae de intera regione, ae modificazioni ocai causate dae caratteristiche topografiche dea ocaità in esame e a intervento umano su ambiente. Occorre predisporre di una rete di centraine meteo radiometriche disocate su tutto i territorio. L anaisi dei dati radio-meteo è necessaria a fine di fornire un utie supporto ae previsioni di performance degi impianti. È possibie fare riferimento ae seguenti banche dati: NASA Surface meteoroogy and Soar Energy European Soar Radiation Atas. ENEA Atante itaiano dea radiazione soare ENEA Profio cimatico de Itaia Norma UNI e Norma UNI 8477

4 Energia e Ambiente Dati disponibii: : NASA SURFACE METEOROLOGY AND SOLAR ENERGY eosweb.arc.nasa.gov/sse/retscreen/

5 Energia e Ambiente Dati disponibii: EUROPEAN SOLAR RADIATION ATLAS L'atante, fornito da 1975 daa Comunità Europea attraverso i DGXII per e Scienze e o Sviuppo, fornisce i vaori dea radiazione soare per 'Europa orientandosi verso e esigenze degi utenti che hanno bisogno di precisi dati di input. I dati disponibii dea radiazione soare sono integrati con a cartografia europea digitae e con i dati meteoroogici necessari per 'ingegneria soare. La radiazione soare (vaori mensii mediati per più di dieci anni), è fornita sia sotto forma di mappe, sia di tabee. L'Atante è stampato in due voumi ma è fruibie anche in versione software contenente a mappatura in forma digitae, gi agoritmi per i cacoo dei parametri derivati e gi input reativi ai probemi di ingegneria.

6 Energia e Ambiente L attività ENEA L'ENEA è impegnato nee sviuppo dee tecnoogie per o sfruttamento de' energia soare, tra cui i soare termodinamico, i fotovotaico e i soare termico a bassa temperatura, a supporto dee quai è stata avviata da diversi anni una attività di caratterizzazione de territorio ai fini de'individuazione di siti adatti a tae tecnoogia. L'attività si estrinseca in: produzione di mappe dea radiazione soare in tutte e sue componenti. Per i cacoo sono adottati agoritmi che stimano a radiazione partendo dae immagini di copertura nuvoosa acquisite dai sateiti METEOSAT archiviazione ed eaborazione di serie storiche di misure di radiazione effettuate da Enti itaiani dotati stazioni di acquisizione dati e daa rete attinometrica di ENEA-SOLTERM messa a punto di procedure di previsione, per singoe ocaità, dea quantità di radiazione che raggiungerà i suoo partendo dae previsioni meteoroogiche

7 Energia e Ambiente ENEA Atante itaiano dea radiazione soare

8 Energia e Ambiente ENEA - Profio Cimatico de Itaia

9 Energia e Ambiente Potenziaità Fotovotaica in Europa

10 Energia e Ambiente Potenziaità Fotovotaica in Itaia Con riferimento a territorio itaiano, si hanno regimi soari medio ati con notevoi escursioni tra e regioni settentrionai e quee meridionai. I vaori medi reativi ae varie ocaità però possono subire scostamenti rievanti a causa di fattori ocai (ostacoi orografici, particoari regimi microcimatici). Per esempio si passa dai vaori di insoazione media annua su superficie orizzontae di 3.2 kwh/m 2 a giorno di Bozano ai 4.8 kwh/m 2 a giorno di Trapani con una variazione di circa i 47% La quantità annua di irraggiamento soare in Itaia, per impianti fotovotaici fissi incinati a 45 su orizzontae, varia da circa da 1300 a otre 2000 kwh/m 2 annui (mediamente pari a kwh/m 2 a giorno), a seconda dea atitudine.

11 Energia e Ambiente Tecnoogia fotovotaica ad inseguimento Per incrementare i vaore di irraggiamento disponibie utie a processo fotovotaico, è possibie utiizzare inseguimento soare. K wh/m ^2 160% 140% 120% 100% 155% 110% C.R. ENEA PORTICI (NA) Irraggiam ento Misurato Anno % 106% Gobae Coimata Diretta Teorica Gobae orizzontae Diretta misurata Diffusa orizzontae Abedo su P.I. 80% Se esposizione ottimae di un impianto fotovotaico consente di incrementare i vaore de irraggiamento utie di circa i 20% rispetto aa radiazione gobae misurata su piano orizzontae, inseguimento soare permette incrementi di otre i 50%, con i vaore aggiunto di uniformare durante a giornata a quantità di radiazione raccota. 60% 40% 20% 0% Gobae Coimata Diretta Teorica Gobae orizzontae Diretta misurata Diffusa orizzontae 35% 19% Abedo su P.I.

12 Energia e Ambiente Tecnoogia fotovotaica ad inseguimento La tecnoogia de inseguimento soare è appicabie sia a modui tradizionai, sia a modui a concentrazione. Ne primo caso i costo de inseguitore, data a ridotta precisione di inseguimento richiesta, risuta già competitivo, in quanto compensabie daa maggiore quantità di irraggiamento disponibie. assorbita radiazione fuori da atmosfera atmosfera scattering diffusa diretta rifessa I fotovotaico a concentrazione è ad oggi una tecnoogia a cui si guarda con mota attenzione per i traguardi raggiunti nea reaizzazione di dispositivi ad atissima efficienza. Tai dispositivi, per quanto siano moto più costosi, hanno dimensioni de materiae fotosensibie impiegato moto ridotte, incidendo così su costo compessivo de sistema soo per i 10%, contro i 25% de fotovotaico piano. Moto di più incidono i componenti non fotovotaici e a possibiità di focaizzare soo a componente diretta dea radiazione, i che fa dee regioni de Sud Itaia un sito particoarmente adatto a tae tecnoogia.