L’energia solare è l’energia prodotta dalla luce e dal calore del sole. Si tratta di una fonte rinnovabile, pulita e inesauribile, che può essere sfruttata per generare elettricità, riscaldare acqua e ambienti, alimentare veicoli e macchinari. L’energia solare può essere convertita in energia elettrica attraverso due tecnologie principali: il fotovoltaico e il termico. Il fotovoltaico usa delle celle solari, che trasformano direttamente la luce solare in corrente elettrica. Il termico usa dei collettori solari, che assorbono il calore solare e lo trasferiscono a un fluido termovettore, che può essere usato per riscaldare o produrre vapore. L’energia solare ha molti vantaggi, tra cui:
- Riduce le emissioni di gas serra e l’inquinamento atmosferico, contribuendo a contrastare i cambiamenti climatici e a migliorare la qualità dell’aria.
- Riduce la dipendenza dalle fonti fossili, che sono limitate, costose e soggette a fluttuazioni di prezzo e di disponibilità.
- Favorisce lo sviluppo economico e sociale, creando occupazione, innovazione e competitività nel settore delle energie rinnovabili.
- Permette di risparmiare sulla bolletta energetica, grazie agli incentivi statali e alle detrazioni fiscali previste per chi installa impianti solari.
Come si misura l'energia solare
Per valutare la quantità e la qualità dell’energia solare disponibile in una determinata zona o su una determinata superficie, si usano diversi parametri e strumenti di misura. Vediamoli nel dettaglio.
Irraggiamento solare
L’irraggiamento solare è la potenza per unità di area proveniente direttamente o indirettamente dal sole (W/m2) in un determinato intervallo di tempo di riferimento. Diversamente, l’irradianza solare è sempre la potenza per unità di area proveniente direttamente o indirettamente dal sole (W/m2) ma è un parametro istantaneo, che cambia continuamente nel tempo. L’irraggiamento solare si divide in:
- Irraggiamento diretto: è la componente della radiazione solare che arriva direttamente dal disco solare, senza subire riflessioni o diffrazioni nell’atmosfera.
- Irraggiamento diffuso: è la componente della radiazione solare che viene dispersa dall’atmosfera, dalle nuvole, dal vapore acqueo e dalle particelle in sospensione.
- Irraggiamento globale: è la somma dell’irraggiamento diretto e dell’irraggiamento diffuso.
L’irraggiamento solare varia in funzione della posizione geografica, dell’ora del giorno, della stagione, delle condizioni meteorologiche e dell’orientamento e dell’inclinazione della superficie esposta. Per misurare l’irraggiamento solare si usano dei sensori chiamati piranometri o solarimetri.
Piranometro fotovoltaico
Un piranometro fotovoltaico è un dispositivo utilizzato per misurare l’irraggiamento solare, ovvero la potenza per unità di superficie ricevuta dal sole sotto forma di radiazione elettromagnetica. Si basa sull’effetto fotovoltaico, cioè sulla capacità di una cella solare di convertire la luce in corrente elettrica. Il piranometro fotovoltaico è sensibile alla stessa banda spettrale dei moduli fotovoltaici, ovvero tra 350 nm e 1150 nm. Il piranometro fotovoltaico è utile per monitorare la performance di un impianto fotovoltaico, in quanto misura la radiazione solare effettivamente convertibile in energia elettrica. Il piranometro fotovoltaico ha bisogno di una compensazione della temperatura, in quanto la risposta della cella solare varia al variare della temperatura. Inoltre, il piranometro fotovoltaico deve essere dotato di un vetro di protezione con le stesse caratteristiche ottiche di quelli impiegati nei moduli fotovoltaici, per misurare la radiazione solare che effettivamente raggiunge le celle.
Tra le nostre soluzioni a catalogo trovi piranometri a cella fotovoltaica con comunicazione digitale tramite protocollo RS485 Modbus RTU anche in mappatura Sunspec richiesta talvolta dai data logger/inverter FIMER/ABB, oltre alle classiche soluzioni analogiche con uscita di segnale 4-20 mA.
Solarimetro a termopila
Un solarimetro per fotovoltaico è un altro tipo di sensore usato per misurare l’irraggiamento solare. Si differenzia dal piranometro fotovoltaico per il principio di funzionamento, che si basa sulla termopila. Una termopila è un insieme di termocoppie, ovvero di giunzioni di due metalli diversi che generano una differenza di potenziale elettrico in funzione della differenza di temperatura tra le due estremità. Il solarimetro per fotovoltaico ha una superficie nera che assorbe la radiazione solare e una superficie bianca o un corpo con massa termica che non è esposto al sole. La differenza di temperatura tra le due superfici viene misurata dalla termopila e convertita in un segnale elettrico proporzionale all’irraggiamento solare. Il solarimetro per fotovoltaico è sensibile a una banda spettrale più ampia rispetto al piranometro fotovoltaico, ovvero tra 290 nm e 2800 nm. Il solarimetro per fotovoltaico è utile per applicazioni meteorologiche, di ricerca e di studio dei materiali. Il solarimetro per fotovoltaico ha bisogno di una cupola semisferica di vetro al quarzo, per non risentire dell’effetto coseno, ovvero della diminuzione dell’irraggiamento solare quando il sole si allontana dalla perpendicolare allo strumento.
Includiamo nella nostra gamma prodotti solarimetri a termopila con uscita di segnale 4-20 mA oppure digitale con protocollo RS485 Modbus RTU.
Piranometro o solarimetro
Quindi, qual è la differenza tra un piranometro e un solarimetro? Entrambi sono sensori di irraggiamento solare, ma si basano su principi diversi. Il piranometro usa l’effetto fotovoltaico, mentre il solarimetro usa la termopila. Il piranometro è più adatto per il monitoraggio degli impianti fotovoltaici, in quanto misura la radiazione solare nella stessa banda spettrale dei moduli. Il solarimetro è più adatto per le applicazioni meteorologiche, di ricerca e di studio dei materiali, in quanto misura la radiazione solare in una banda spettrale più ampia. La scelta tra i due dipende dalle esigenze specifiche pertanto dall’applicazione interessata e dal budget a disposizione.
