IRRADIANZA E IRRAGGIAMENTO AL SUOLO

Il sole è la principale fonte di energia che la terra è in grado di disporre, ed è costituita per l’80% da Idrogeno, dal 19% da Elio, e per l’1% sono elementi ignoti.

L’energia irradiata dal sole deriva da una reazione termonucleare che converte massa in energia. Il sunto è nella famosa relazione: E=mc² (energia uguale a massa per la velocità della luce al quadrato).

La potenza associata alla radiazione solare che scaturisce dalla reazione termonucleare che incide sull’unità di superficie è chiamata IRAGGIAMENTO SOLARE.        

L’irraggiamento solare è un fenomeno elettromagnetico prodotto dall’energia inviata dal sole sulla Terra sotto forma di onde, e quelle che la raggiungono hanno una lunghezza d’onda che si esprime in micron (µm).

I dati sull’irraggiamento e come conseguenza l’orientamento sono fondamentali per la progettazione di un impianto fotovoltaico le cui celle sfruttano la luce solare per generare energia elettrica.

L’irraggiamento solare al suolo è condizionato dai seguenti fattori:

  • dalla distanza dalla Terra  al sole
  • dalla presenza di atmosfera che circonda il pianeta
  • dall’influenza delle nubi
  • dalla forma sferoidale della Terra.

Per cui la radiazione solare che raggiunge il suolo terrestre si divide in:

  • Radiazione diretta: quando colpisce unico punto
  • Diffusa: quando colpisce più angoli
  • Riflessa: quando è riflessa dal terreno, dall’acqua, o altre superfici orizzontali.

Riassumendo l’Irradianza al suolo su di una superficie orizzontale varia istante per istante, e questo è dovuto alla stagione, al luogo, e all’influenza delle nuvole.

Se si tiene conto di tutte le variabili come il giorno, la notte, l’estate, l’inverno, il sereno, e la giornata nuvolosa, si può stimare che  nel Nord Italia si riscontra un valore medio d’Irradianza globale pari a 1200 kWh/m² anno, al Centro Italia 1500 kWh/m² anno, al Sud Italia 1700 kWh/m² annoDati che sono sostanziali, insieme all’orientamento, per conoscere l’esatta potenza ricavabile dalla luce solare.

Concludendo, la Radiazione Globale è data dalla  somma della: Radiazione diretta + Radiazione riflessa + Radiazione diffusa.

RG= RD+RR+RD= 1000 W/m² (Teorico)

Es. Con il cielo sereno la radiazione globale è di 1000W/m²; Nebbia= 600 W/m²; Nuvoloso= 500 W/m²; Sole appena percettibile= 200 W/m²; Nebbia fitta= 100 W/m²; Cielo coperto= 50 W/m².

I dati si possono consultare attraverso il simulatore ENEA.

Esempio: L’Irraggiamento annuo al Nord Italia è di circa 1562, 336 kWh/m² ( dati ENEA su un piano inclinato di 30°)se lo divido per 365 giorni avrò un Irraggiamento di 4,28 kWh/m² giorno  che corrispondono a 4,28 ore di sole equivalenti giorno (hse/g).