Irraggiamento solare
L'irraggiamento solare è la potenza istantanea per unità di superficie fornita dal sole, misurata in watt per metro quadro (W/m2). È l'ingresso primario di ogni modello di resa, perché determina quanta energia un impianto fotovoltaico può teoricamente produrre in un dato momento e con una data condizione di cielo.
L'irraggiamento solare è il flusso istantaneo di potenza solare che arriva su una superficie, misurato in watt per metro quadro (W/m2). Non è un numero fisso: cambia con l'ora del giorno, la stagione, la copertura nuvolosa, gli aerosol in atmosfera e l'angolo tra il sole e la superficie che lo riceve. Ogni calcolo di resa fotovoltaica comincia da qui.
Il quadro completo è fatto di tre componenti. L'irraggiamento globale orizzontale (GHI) è la radiazione totale che colpisce un piano orizzontale ed è il valore riportato dalla maggior parte delle stazioni a terra e dei dataset satellitari. L'irraggiamento diretto normale (DNI) isola la componente che arriva dritta dal disco solare. L'irraggiamento diffuso orizzontale (DHI) raccoglie la radiazione diffusa dal cielo che raggiunge la superficie da tutte le direzioni. Il GHI è la somma del DHI e della proiezione orizzontale del DNI.
Per un campo fotovoltaico reale la grandezza che conta di più è l'irraggiamento sul piano dei moduli (POA): il GHI scomposto e ricombinato per l'inclinazione e l'orientamento reali del modulo, poi corretto per i contributi riflessi dal suolo e diffusi dall'orizzonte. In Italia settentrionale un'esposizione a sud con inclinazione di 30 gradi riceve di norma dal 10 al 15 per cento di irraggiamento annuo in più rispetto a una superficie orizzontale nello stesso punto. Un inseguitore spinge oltre quel guadagno riallineando di continuo il modulo al DNI.
Il valore di 1000 W/m2 delle condizioni di prova standard è il riferimento per la potenza nominale dei moduli. Le condizioni di campo raramente lo raggiungono: la maggior parte delle ore di picco sta tra 700 e 900 W/m2, e la riduzione termica porta la produzione effettiva sotto il dato di targa anche a quei livelli.
Tra le fonti dati per la modellazione dell'irraggiamento ci sono NASA POWER, PVGIS, Meteonorm, NSRDB di NREL e Solargis. Ogni dataset differisce per risoluzione spaziale, media temporale e metodo di ricostruzione satellitare, quindi la stima di resa dello stesso sito può variare dal 3 all'8 per cento a seconda della fonte scelta.
Perché conta per gli installatori fotovoltaici
L'irraggiamento è l'unico ingresso che l'installatore non può controllare ma deve azzeccare. Un dataset che sovrastima la risorsa di un sito del 5 per cento gonfia della stessa percentuale la resa dichiarata, comprime il tempo di rientro reale e prepara un cliente deluso. SolarVis porta i dati di irraggiamento specifici del sito direttamente dentro l'analisi di fattibilità e la tavola di progettazione 3D, traducendo i W/m2 grezzi in stime POA accurate che tengono conto di inclinazione, orientamento e perdite da ombreggiamento prima ancora di arrivare al preventivo.
Domande frequenti
- Che differenza c'è tra irraggiamento e insolazione?
- L'irraggiamento è una misura istantanea di potenza, espressa in W/m2. L'insolazione è l'irraggiamento integrato nel tempo, espresso in kWh/m2 al giorno o all'anno. L'irraggiamento si legge su un sensore in tempo reale, i valori di insolazione si usano per modellare la produzione annua.
- Che cosa sono GHI, DNI e DHI?
- Il GHI, irraggiamento globale orizzontale, è la radiazione totale su una superficie orizzontale e comprende sia la componente diretta sia quella diffusa. Il DNI, irraggiamento diretto normale, è la radiazione che colpisce una superficie perpendicolare al sole. Il DHI, irraggiamento diffuso orizzontale, è la radiazione diffusa dal cielo. La maggior parte delle simulazioni parte dal GHI e lo scompone in DNI e DHI per calcolare l'irraggiamento sul piano dei moduli all'inclinazione e all'orientamento reali.
- Che cosa sono le condizioni di prova standard e perché contano?
- Le condizioni di prova standard, o STC, definiscono le prestazioni del modulo esattamente a 1000 W/m2 e 25 gradi. La potenza nominale scritta su ogni scheda tecnica è misurata in STC. L'irraggiamento reale sta di norma sotto i 1000 W/m2 e la temperatura del modulo sopra i 25 gradi, quindi la produzione effettiva è quasi sempre inferiore al dato di targa.
