TECNOLOGIE DELLE ENERGIE RINNOVABILI. Radiazione solare

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1 TECNOLOGIE DELLE ENERGIE RINNOVABILI Radiazione solare Giuseppe Franchini Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate Università degli Studi di Bergamo Bibliografia: Bartolazzi (cap 3) Cocco-Palomba-Puddu (cap 4) Tiwari Cucumo-Marinelli-Oliveti (cap 1) 1

2 Cenni di Fisica del Sole 2

3 Spettro della radiazione solare Spettro solare: UV ( <0.38 m) 6.4% visibile (0.38< <0.78 m) 48% IR ( >0.78 m) 45.6% 3

4 Spettro della radiazione solare Integrando la curva dell irradianza monocromatica I, ovvero sommando i contributi energetici di tutte le lunghezze d onda che costituiscono lo spettro della radiazione, si ottiene il flusso di energia radiante (potenza per unità di area). Il flusso di energia radiante ricevuto su una superficie normale all esterno dell atmosfera terrestre ha un valore medio annuo, detto costante solare, che vale circa 1367 W/m 2. In realtà il flusso di energia radiante nel corso dell anno cambia in funzione della distanza Terra-Sole. 4

5 Spettro della radiazione solare La radiazione solare all esterno dell atmosfera terrestre viene convenzionalmente indicata con AM 0. Al suolo l AM varia in funzione della latitutide, delle stagioni e dell ora del giorno. La radiazione solare standard è riferita convenzionalmente a AM 1.5 5

6 Spettro della radiazione solare 6

7 Spettro della radiazione solare Radiazione solare fuori dall atmosfera terrestre: ~ 1370 W/m 2 Radiazione solare max al suolo alla latitudine 45 : ~ 1000 W/m 2 Radiazione solare di picco (usata per definire le prestazioni dei moduli fotovoltaici): 1000 W/m 2 Radiazione solare di riferimento usata per definire le curve caratteristiche dei collettori solari: 800 W/m 2 7

8 Spettro della radiazione solare Angoli caratteristici per definire la posizione relativa di sole-superficie captante ANGOLO ZENITALE ALTITUDINE SOLARE ANGOLO AZIMUTALE S INCLINAZIONE (slope) ANGOLO AZIMUTALE della superficie 8

9 Diagrammi solari 9

10 La radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre può essere classificata in due componenti: RADIAZIONE DIRETTA I b RADIAZIONE TOTALE RADIAZIONE DIFFUSA I d I T = I b + I d Piranometro Piroeliometro Sensore PV 10

11 Giornata con prevalenza di radiazione diretta Giornata con prevalenza di radiazione diffusa 11

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14 Febbraio MJ/(m2 giorno) Luglio 14

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20 Ore equivalenti h eq Il parametro ore equivalenti consente di calcolare le energie dai valori nominali (di picco) delle potenze. 20