• Posizione della Terra rispetto al Sole;
• Angolo di irradiazione. Nel nostro emisfero durante l’ inverno i raggi del Sole arrivano con un angolo basso rispetto all’ orizzonte e pertanto risultano irraggiate con scarsità le superfici orizzontali, mentre sono irradiate intensamente le superfici verticali esposte a Est, Sud ed Ovest, in quanto investite secondo angoli vicini a 90 °;
• Rotazione della Terra attorno al suo asse.
• inclinazione delle superfici rispetto al piano orizzontale( per questo motivo negli impianti fotovoltaici la superficie di captazione è spesso inclinata rispetto all’ orizzontale).
• presenza di superfici riflettenti A causa di queste variazioni è difficile stabilire con precisione quanta sarà l’ energia solare disponibile in un luogo e, quindi, calcolare l’ energia solare trasformata. Mediamente la potenza trasmessa ogni istante dal Sole sulla superficie terrestre alle latitudini europee è pari a circa 0,2 kW / m ². Questo significa che in Italia l’ e- nergia trasmessa annualmente per effetto della radiazione diretta e di quella diffusa sul piano orizzontale varia fra i 1.400 kWh / m 2 delle regioni settentrionali e i 1.700 kWh / m 2 nelle regioni meridionali. Per valutare le prestazioni e la convenienza dei dispositivi a energia solare è dunque necessario conoscere la radiazione solare( o irraggiamento globale) disponibile localmente, valori disponibili in formato tabellare o per mezzo di mappe. Il sito della Commissione europea PVGIS( Photovoltaic Geographical Information System) fornisce una serie di tools online per calcolare il rendimento di un impianto fotovoltaico collegato alla rete, i valori della radiazione mensile e le condizioni meteorologiche annuali come umidità, irraggiamento, pressione atmosferica, velocità e direzione dei venti. Il tool per valutare il rendimento di un impianto fotovoltaico collegato alla rete in una località è disponibile all’ indirizzo: https:// re. jrc. ec. europa. eu / pvg _ tools / it /. In letteratura sono disponibili anche le carte dei percorsi solari,
• la produzione di calore( processo termodinamico o solare termico);
• la produzione di energia elettrica( processo fotovoltaico o solare elettrico);
• la produzione di calore e raffrescamento( sistemi bioclimatici o sistemi solari passivi) Con il processo termodinamico, l’ energia solare è utilizzata per produrre acqua calda sanitaria o per il riscaldamento di ambienti( mediante pannelli solari per la produzione di calore a bassa temperatura), o per la produzione indiretta di energia elettrica, ovvero la produzione di calore ad alta temperatura, da utilizzare in una centrale termoelettrica. Ne è un esempio la centrale solare termodinamica Archimede inaugurata nel 2010 a Priolo Gargallo( SR). Nel processo fotovoltaico, l’ energia solare è utilizzata per la produzione diretta di energia elettrica mediante moduli fotovoltaici. Nei sistemi solari passivi, l’ energia solare è utilizzata per riscaldare o rinfrescare un ambiente senza l’ ausilio di dispositivi meccanici. Un esempio sono le serre bioclimatiche. Per quanto riguarda, invece, gli angoli di inclinazione( tilt) e di orientamento( azimut), la Guida CEI 82-25 / 1 definisce:
68 TRANSIZIONE ELETTRICA I FONTI ENERGETICHE
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può mutare rapidamente e in modo discontinuo in seguito alle variazioni delle condizioni meteorologiche locali. In altre parole, l’ energia irraggiata dal Sole raggiunge il suolo in funzione della:
• Posizione della Terra rispetto al Sole;
• Angolo di irradiazione. Nel nostro emisfero durante l’ inverno i raggi del Sole arrivano con un angolo basso rispetto all’ orizzonte e pertanto risultano irraggiate con scarsità le superfici orizzontali, mentre sono irradiate intensamente le superfici verticali esposte a Est, Sud ed Ovest, in quanto investite secondo angoli vicini a 90 °;
• Rotazione della Terra attorno al suo asse.
L’ irraggiamento solare globale comprende l’ irraggiamento diretto, l’ irraggiamento diffuso e l’ irraggiamento riflesso. Una parte dell’ irraggiamento solare, infatti, è riflessa verso lo spazio ad opera delle nubi; una parte è diffusa in tutte le direzioni( incontro con molecole di azoto, ossigeno, vapore d’ acqua, anidride carbonica, ozono); una parte è assorbita dall’ atmosfera( le molecole si riscaldano ed emettono radiazione infrarossa); una parte raggiunge la superficie della Terra( radiazione diretta). La radiazione diretta colpisce una superficie con un unico angolo di incidenza; la radiazione diffusa incide su tale superficie con vari angoli. Pertanto, quando la radiazione diretta non può colpire una superficie a causa della presenza di un ostacolo, l’ area ombreggiata non si trova completamente oscurata grazie al contributo della radiazione diffusa. Una superficie inclinata, inoltre, può ricevere, la radiazione riflessa dal terreno, dall’ acqua o da altre superfici orizzontali. Le proporzioni con cui le radiazioni diretta, diffusa e riflessa colpiscono una superficie dipendono principalmente da: condizioni meteorologiche
• inclinazione delle superfici rispetto al piano orizzontale( per questo motivo negli impianti fotovoltaici la superficie di captazione è spesso inclinata rispetto all’ orizzontale).
• presenza di superfici riflettenti A causa di queste variazioni è difficile stabilire con precisione quanta sarà l’ energia solare disponibile in un luogo e, quindi, calcolare l’ energia solare trasformata. Mediamente la potenza trasmessa ogni istante dal Sole sulla superficie terrestre alle latitudini europee è pari a circa 0,2 kW / m ². Questo significa che in Italia l’ e- nergia trasmessa annualmente per effetto della radiazione diretta e di quella diffusa sul piano orizzontale varia fra i 1.400 kWh / m 2 delle regioni settentrionali e i 1.700 kWh / m 2 nelle regioni meridionali. Per valutare le prestazioni e la convenienza dei dispositivi a energia solare è dunque necessario conoscere la radiazione solare( o irraggiamento globale) disponibile localmente, valori disponibili in formato tabellare o per mezzo di mappe. Il sito della Commissione europea PVGIS( Photovoltaic Geographical Information System) fornisce una serie di tools online per calcolare il rendimento di un impianto fotovoltaico collegato alla rete, i valori della radiazione mensile e le condizioni meteorologiche annuali come umidità, irraggiamento, pressione atmosferica, velocità e direzione dei venti. Il tool per valutare il rendimento di un impianto fotovoltaico collegato alla rete in una località è disponibile all’ indirizzo: https:// re. jrc. ec. europa. eu / pvg _ tools / it /. In letteratura sono disponibili anche le carte dei percorsi solari,
ENERGIA IDRAULICA: SFRUTTA IL CICLO DELL’ ACQUA, DOVE L’ ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE DELL’ ACQUA IN MOVIMENTO VIENE CONVERTITA IN ENERGIA MECCANICA TRAMITE TURBINE IDROELETTRICHE
grafici che rappresentano il movimento apparente del Sole, la cui posizione è individuata mediante la misura degli angoli di azimuth e di elevazione solare, che determinano gli effetti di ombreggiamento degli ostacoli( edifici, alberi, montagne ecc.). Ai fini energetici, le radiazioni emesse dal Sole possono essere utilizzate per produrre calore a bassa temperatura( 0o ÷ 200o C) o ad alta temperatura( 500o ÷ 3.500o C), oppure essere trasformate direttamente in energia elettrica. Lo sfruttamento diretto dell’ energia irraggiata dal Sole sulla Terra è chiamato energia solare, i cui principali impieghi energetici sono:
• la produzione di calore( processo termodinamico o solare termico);
• la produzione di energia elettrica( processo fotovoltaico o solare elettrico);
• la produzione di calore e raffrescamento( sistemi bioclimatici o sistemi solari passivi) Con il processo termodinamico, l’ energia solare è utilizzata per produrre acqua calda sanitaria o per il riscaldamento di ambienti( mediante pannelli solari per la produzione di calore a bassa temperatura), o per la produzione indiretta di energia elettrica, ovvero la produzione di calore ad alta temperatura, da utilizzare in una centrale termoelettrica. Ne è un esempio la centrale solare termodinamica Archimede inaugurata nel 2010 a Priolo Gargallo( SR). Nel processo fotovoltaico, l’ energia solare è utilizzata per la produzione diretta di energia elettrica mediante moduli fotovoltaici. Nei sistemi solari passivi, l’ energia solare è utilizzata per riscaldare o rinfrescare un ambiente senza l’ ausilio di dispositivi meccanici. Un esempio sono le serre bioclimatiche. Per quanto riguarda, invece, gli angoli di inclinazione( tilt) e di orientamento( azimut), la Guida CEI 82-25 / 1 definisce: