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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.

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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.

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SISTEMI A CIRCOLAZIONE NATURALE

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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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