L'irraggiamento solare

La quantità di radiazione che il sole irradia sulla terra per ogni metro quadrato, misurata sulla superficie superiore dell' atmosfera terrestre, su di un piano perpendicolare ai raggi è di 1366 W/m² e si chiama costante solare .

A causa dell'assorbimento dell'atmosfera, della latitudine e della rotazione terrestre che alterna giorno e notte e non permette ai raggi del sole di essere costantemente perpendicolari alla superficie di assorbimento, la potenza media effettivamente incidente sui pannelli nell'arco dell'anno è molto più bassa e varia da un centinaio di W/m² nelle regioni vicine ai poli fino ad oltre 350 W/m² nelle aree equatoriali.

In Italia l'irraggiamento medio nell'arco dell'anno varia tra 130 e 200 W/m² a seconda della latitudine e corrisponde ad un'energia incidente di 1200-1800 kWh per ogni metro quadrato. In totale la potenza solare che viene indirizzata sulla Terra ha un valore di circa 174 milioni di gigawatt e, sebbene al suolo ne arrivi solo il 45% (ovvero poco meno di 80 milioni di gigawatt) – corrisponde pur sempre all'energia prodotta da cento milioni di grosse centrali nucleari ! L'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) oppure per generare calore (solare termico). Tre sono le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole:

   

•  il pannello solare sfrutta i raggi solari per scaldare un fluido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo. Anche se poco diffusi, esistono anche pannelli solari che usano l'aria come fluido per riscaldare l'acqua.




•  il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per concentrare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono. In entrambi i casi "l'apparato ricevente" si riscalda a temperature molto elevate (400°C ~ 600°C)

•  il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce.

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