Energia da fonte solare

L’energia solare ha origini dalle reazioni di fusione nucleare che avvengono nel sole, durante

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( )

le quali l’idrogeno si trasforma in elio liberando grandi quantità di energia .

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Questa energia viene emessa sotto forma di radiazioni elettromagnetiche e raggiunge la

Terra.

All’esterno dell’atmosfera l’energia incidente su una superficie perpendicolare ai raggi solari

è detta costante solare (flusso medio di energia solare che colpisce una superficie

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perpendicolare ai raggi) il cui valore medio è circa .

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Attraversando l’atmosfera terrestre, la radiazione solare subisce fenomeni di assorbimento,

riflessione (albedo: radiazione solare riflessa dal suolo) e diffusione.

( ) ( )

In particolare ozono e ossigeno assorbono le radiazioni ultraviolette, mentre il

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( ) ( ) ( )

vapore acqueo , anidride carbonica e metano assorbono parte delle

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radiazioni infrarosse.

A causa di questi fenomeni, solo una frazione delle radiazioni emesse dal Sole riesce

effettivamente a raggiungere il suolo.

La radiazione solare che arriva al suola è composta da 3 contributi:

- componente diretta, proviene direttamente dal Sole senza subire deviazioni;

- componente diffusa, dovuta alla diffusione atmosferica (questa componente arriva

sul pannello con un angolo diverso rispetto a quello dei raggi solari/componente

diretta);

- componente riflessa (componente che arriva con angolo diverso rispetto ai raggi

solari).

La somma delle tre componenti costituisce la radiazione globale (G) che è la grandezza di

riferimento per il dimensionamento degli impianti solari.

La quantità di radiazioni intercettata da una superficie dipende fortemente dalla posizione

del Sole, descritta tramite

- l’altezza solare (angolo tra i raggi solari e il piano

α

orizzontale)

- azimut solare (angolo del piano orizzontale)

ϑ

Questi parametri variano con l’ora del giorno, il giorno

dell’anno e la latitudine determinando la cosiddetta

traiettoria solare.

L’energia solare può essere sfruttata tramite diversi tipi di

impianti:

1. IMPIANTI FOTOVOLTAICI: la radiazione solare viene convertita direttamente in

energia elettrica tramite l’effetto fotovoltaico

→ →

2. IMPIANTI SOLARI TERMICI: la radiazione solare viene convertita in energia termica

per riscaldare un fluido (acqua/aria)

→ →

3. IMPIANTI SOLARI TERMODINAMICI: la radiazione solare viene concentrata e

utilizzata per alimentare un ciclo termodinamico che produce energia elettrica

→ → → →

IMPIANTO SOLARE TERMICO

Un impianto solare termico ha come obiettivo principale il riscaldamento di un fluido

generalmente acqua (miscela di acqua e glicole per evitare problemi di gelo) o aria per usi

come produzione di acqua calda sanitaria, integrazione al riscaldamento o processi

industriali.

Il componente fondamentale è il collettore solare, in particolare il

collettore vetrato piano, costituito da 5 elementi:

1) piastra assorbente: ha il compito di assorbire le radiazioni

solari; è realizzata con materiali ad alta conduttività termica

e spesso trattata con rivestimenti selettivi per aumentare

l’assorbimento (