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LA TECNOLOGIA 

FONDAMENTI DELL'ENERGIA SOLARE TERMICA

Radiazione solare e radiazione globale assorbita

Sulla superficie terrestre rivolta al sole viene irradiata un’energia da 70 a 80 MW/m2. La densità di energia della radiazione sul lato esterno dell’atmosfera terrestre è pari mediamente a 1.367 W/m2 (= costante di radiazione solare). Ogni anno la superficie terrestre viene raggiunta da 219 miliardi GWh, corrispondente a 2.550 volte l’attuale fabbisogno energetico mondiale.

 

In altre parole ogni 3 ore ca. viene irradiato sulla superficie terrestre il fabbisogno energetico annuale.

 

Il vapore e i cristalli di ghiaccio presenti nell’atmosfera determinano perdite per assorbimento e dispersione e riducono in questo modo l’irradiazione globale (somma della radiazione diretta e diffusa) a ca. 1000 W/m2, misurata in relazione alla superficie orizzontale nel punto di massima elevazione del sole.

 

La radiazione diffusa non può essere concentrata mediante specchi e costituisce nell’Europa centrale una quota variabile dal 40 % (maggio) fino all’80 % (dicembre) della radiazione globale.

Di conseguenza, la radiazione globale al suolo varia tra 50 W/m2 (in caso di cielo molto nuvoloso) e 1.200 W/m2 (in condizioni ottimali senza nuvole). La media giornaliera della radiazione globale calcolata per un anno intero in Europa è compresa tra 2,2 a 4,8 kWh/m2 d.

L’andamento annuale della radiazione globale è in stretto rapporto con la località e/o la zona climatica. Il grafico a lato mostra l’andamento annuale dell’energia solare e si riferisce alla Germania centrale.

 

L’utilizzo termico dell’energia solare rappresenta indubbiamente una forma sensata di integrazione della nostra produzione energetica convenzionale, proveniente da fonti di energia non rinnovabili.

SISTEMI A CIRCOLAZIONE NATURALE

La circolazione del fluido termovettore avviene sfruttando la legge fisica secondo la quale il riscaldamento dell'acqua ne fa diminuire la densità ed origina un flusso convettivo naturale verso l’alto; tale fenomeno è favorito disponendo il serbatoio al di sopra del collettore.

 

Di solito sono di dimensioni contenute e si trovano in commercio come sistemi "factory made".

SISTEMI A CIRCOLAZIONE FORZATA

La circolazione del fluido termovettore avviene tramite una pompa attivata da un termostato differenziale quando il ΔT tra il fluido all’uscita dai collettori e l’acqua nel serbatoio è di 5÷10 °C.

 

Vengono impiegati quando non è possibile disporre il serbatoio più in alto dei collettori o la circolazione naturale del fluido termovettore è resa impossibile dall’eccessiva lunghezza dei tubi di collegamento.

 

Di solito sono per utenze multifamiliari e si trovano in commercio come sistemi “Custom Built".

 
 

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