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SVILUPPI POSSIBILI
III-2.1. L’IRRAGGIAMENTO GLOBALE
Figura 1 - Distribuzione della radiazione solare incidente sulla terra
La radiazione solare che investe la terra appena al di fuori dell’atmosfera vale all’incirca 1.300 W/m2. Approssimando l’orbita ellittica della terra ad una circonferenza, considerando i raggi in arrivo sul pianeta paralleli, e tenendo conto che all’interno dell’atmosfera, a livello del mare, l’irraggiamento non supera mai il kW/m2, la potenza radiante che arriva sul nostro pianeta è limitata superiormente da pR2 (da esprimere in kW), dove R è il raggio terrestre espresso in metri. Fatti i dovuti calcoli, l’energia radiante affluente sulla terra in un anno è dell’ordine del miliardo di Mtep.
Immaginiamo di avere portato l’industria fotovoltaica al suo auge. Consideriamo che attualmente il fabbisogno totale di energia è di circa 10.000 Mtep l’anno, e, come assorbimento di energia elettrica, 15.000 TWh l’anno, con una potenza installata di 3.500 GW.
Per raffinare questo calcolo molto grossolano ci si può servire dell’esperienza accumulata negli anni dalle varie stazioni meteorologiche, ossia delle curve isoradiative, pubblicate in atlanti dalle diverse stazioni meteorologiche; integrando sull’intera superficie terrestre i valori medi riportati nelle curve, e moltiplicando per 365 giorni si ottiene l’energia radiante effettivamente incidente sulla terra nell’arco dell’intero anno.
La situazione reale impone di tener conto di molti fattori.
?? Prima di tutto, lo spettro solare non è uniforme, ed è distribuito come in figura 2. Questo fa si che i dispositivi per l’assorbimento della radiazione solare debbano essere progettati adeguatamente.
?? Bisogna tener conto dell’effetto dell’atmosfera; perciò è stato introdotto il concetto di massa d’aria unitaria (AM1), corrispondente allo spessore dell’atmosfera attraversato perpendicolarmente dai raggi solari. AM0 corrisponde allo spazio esterno. AM2 ad un’inclinazione dei raggi di 60°, e così via.
?? La radiazione globale, attraversando l’atmosfera ed arrivando al suolo è interessata da fenomeni di riflessione e di diffusione.
?? Per tener conto dei fenomeni atmosferici praticamente si utilizzano le curve isoradiative, pubblicate in atlanti dalle diverse stazioni meteorologiche.
?? Se vogliamo calcolare l’irraggiamento su una superficie inclinata e non su una perpendicolare ai raggi solari possiamo utilizzare un metodo specifico (metodo di Liu e Jordan, e), volendo, calcolare l’inclinazione ottima per assorbire il massimo della radiazione durante l’arco della giornata.
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Figura 2 - Spettro solare
