RADIAZIONE SOLARE PRODUCIBILITA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

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1 DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA RADIAZIONE SOLARE PRODUCIBILITA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO Alessandro Massi Pavan Energia per il futuro dal 2013 al e oltre! Sesto Val Pusteria giugno 2013

2 DEFINIZIONI Radiazione solare: termine generico Irradiazione [Wh/m 2 ]: densita di energia captata da una superficie in un dato periodo di tempo Irradianza [W/m2]: densita di potenza che intercetta una superficie Producibilita specifica [kwh/kw p ]: quantita di energia per unita di potenza che l impianto puo produrre calcolata in base ai dati storici di irradiazione solare Costante solare: e l energia media irraggiata dal Sole nell unita di tempo su una superficie posta all esterno dell atmosfera terrestre e orientata in modo perpendicolare ai raggi solari. Vale 1367W/m 2

3 AIR MASS AM0: al di fuori dell atmosfera AM1: al livello del mare, in una chiara giornata d estate e con sole allo zenit AM1.5: latitudini europee

4 SPETTRO SOLARE

5 COMPONENTI RADIAZIONE SOLARE G = I + D + R = f (fattori geometrici, temporali, meteo, ombre)

6 FATTORI GEOMETRICI GENERATORE Angolo di tilt ß: misura l inclinazione della superficie considerata rispetto al piano orizzontale Angolo di azimut α: indica l orientamento della superficie rispetto al Sud (per convenzione orientamenti in direzione Est comportano angoli negativi) LOCALITA Latitudine L: e l angolo che la retta passante per la localita considerata e il centro della terra forma con il piano equatoriale Altezza solare: e l angolo formato dalla direzione dei raggi solari e il piano orizzontale

7 PERCORSI SOLARI (TRIESTE)

8 INFLUENZA DELL ANGOLO DI TILT

9 FATTORI TEMPORALI Angolo orario: e l angolo formato dalla direzione del sole a una certa ora e la direzione del sud geografico t s ora solare Declinazione solare: e l angolo che la direzione dei raggi solari forma a mezzogiorno con il piano equatoriale n giorno dell anno

10 COMPONENTI DELLA RADIAZIONE SOLARE Calcolato l angolo d incidenza tra il raggio solare e la superficie considerata: Le componenti diretta, diffusa e riflessa della radiazione solare vengono calcolate come segue: Superficie Albedo ρ g Acqua 0.70 Foglie secche 0.30 Erba verde 0.26 Cemento 0.22 Pareti scure 0.27 Pareti chiare 0.60

11 FATTORI METEOROLOGICI Per tenere conto dei fattori meteorologici, il metodo di Liu-Jordan si basa sull ipotesi che il tasso di nuvolosita giornaliera possa essere calcolato a partire dal rapporto tra la radiazione globale giornaliera raccolta da una superficie orizzontale G OR e quella che verrebbe raccolta dalla stessa superficie posta all esterno dell atmosfera terrestre G 0. Poiche anche la radiazione diffusa D OR e correlata al tasso di nuvolosita, allora esiste una relazione tra D OR e G OR. Rilievi sperimentali hanno indicato tale relazione che viene usata per tenere conto del tasso di nuvolosita.

12 ENERGIA SU SUPERFICIE ORIZZONTALE

13 FENOMENI DI OMBREGGIAMENTO PROFILO CLINOMETRICO

14 FENOMENI DI OMBREGGIAMENTO PROFILI CLINOMETRICO

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16 ESEMPIO PER TRIESTE

17 PRODUZIONE ELETTRICA ATTESA

18 PERDITE Le perdite per captazione valgono: Le perdite nel generatore valgono: p coefficiente potenza/temperatura T CG temperatura media di funzionamento della cella T a temperatura ambiente T NOCT temperatura nominale di funzionamento della cella G irradianza media

19 CALCOLO DI BOS E PRODUCIBILITA Perdite per geometria e ombreggiamento 2% Perdite per riflessione e sporcizia 3% Perdite per effetto della temperatura 5.5% Perdite per mismatch 2% Perdite per effetto Joule 2% Perdite nel sistema di condizionamento della potenza 3% BOS 84% La producibilita di un impianto fotovoltaico della potenza di 1kWp a Trieste (angoli di tilt e di azimut ottimi, coefficiente di albedo pari a 0.22, vale quindi:

20 ENERGIA PRODOTTA ORE DI UTILIZZAZIONE

21 ENERGIA PRODOTTA ORE DI UTILIZZAZIONE

22 DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA GRAZIE PER L ATTENZIONE! Alessandro Massi Pavan Energia per il futuro dal 2013 al e oltre! Sesto Val Pusteria giugno 2013