RSE ha partecipato all’undicesima edizione della campagna internazionale di misurazione comparativa di radiazione solare, che si è svolta dal 26 al 30 giugno 2023, presso l’Osservatorio Astronomico della Regione Autonoma Valle d’Aosta, nel vallone di Saint-Barthélemy a Lignan, situato a un’altitudine di 1700 metri sopra il livello del mare.

L’evento, organizzato dal JRC (Joint Research Centre) della Commissione Europea, ha coinvolto importanti Istituti di Ricerca, Università e aziende private provenienti da 7 Paesi europei, nonché dal Marocco e da Singapore, operanti nel settore della ricerca sull’energia solare e della meteorologia. Fra questi The European Space Agency (ESA) (Belgio), Ciemat (Spagna), SUPSI e Davos Instruments (Svizzera), PV-LAB (Germania), IEP (Portogallo), Willem Zaaiman (Olanda), SERIS (Singapore) e DMN (Marocco).

L’obiettivo di questa iniziativa è quello di confrontare le misurazioni rilevate dagli strumenti utilizzati normalmente da ciascun ente nei propri siti per la misurazione dell’irradianza solare globale, dell’irradianza solare diretta e del suo contenuto spettrale. Questo confronto riveste una fondamentale importanza e suscita un notevole interesse nell’industria e nel mercato del fotovoltaico, sia a pannello piano che a concentrazione, dove la scarsa disponibilità di misure di radiazione diretta è particolarmente sentita.

Durante l’evento, sono state prese in esame una vasta gamma di apparecchiature, tra cui piranometri, pireliometri, cavità, celle di riferimento e spettroradiometri. Tutti gli strumenti sono stati installati sul piano mobile di alcuni inseguitori solari biassiali, garantendo un allineamento continuo tra la normale al piano mobile e la direzione dei raggi solari. Questa configurazione ha consentito di effettuare le misurazioni contemporaneamente, nello stesso luogo e con tutti i dispositivi orientati perpendicolarmente al Sole, garantendo una valutazione accurata delle differenze tra le misurazioni ottenute con i vari strumenti.

Per RSE hanno partecipato all’evento Alessandro Minuto ed Edoardo Celi del Dipartimento Tecnologie di Generazione e Materiali, portando ben 8 solarimetri, di cui 4 piranometri per la misurazione dell’irradianza globale, tre pireliometri per la misurazione dell’irradianza diretta e uno spettroradiometro per la misurazione dello spettro solare diretto.

I risultati delle edizioni precedenti hanno dimostrato che gli strumenti per la misurazione dell’irradianza globale e diretta (piranometri e pireliometri) richiedono correzioni continue, anche se marginali, mentre le misure dello spettro solare presentano incertezze significative, per le quali è indispensabile ricorrere a simili iniziative per una corretta misurazione dell’irradianza spettrale.

Inoltre, come nella precedente edizione, RSE ha testato un’unità funzionale di modulo CPV che integra un sistema d’inseguimento solare innovativo, sviluppato nel precedente triennio di Ricerca RdS. Il sistema d’inseguimento solare si basa su attuatori a memoria di forma (SMA), con molle costituite da leghe NiTi che, attivate termicamente tramite iniezione di corrente elettrica, consentono il movimento di un piano su cui sono collocate delle celle a concentrazione CPV, che convertono la luce solare diretta focalizzata da opportune lenti. Il sistema d’inseguimento solare innovativo ha il compito di mantenere le celle CPV allineate agli spot luminosi provenienti dalle lenti durante l’intera giornata. Quest’anno i test sono stati eseguiti utilizzando nuove molle SMA, le quali si distinguono per una forza più che doppia rispetto a quella delle molle precedenti. Si evidenzia che l’unità funzionale di modulo CPV ha suscitato un notevole interesse, soprattutto da parte dei partecipanti non presenti in occasione dell’edizione precedente e sono stati tanti gli attestati di stima.

I test sono stati utili per dimostrare il corretto funzionamento del sistema di inseguimento solare, anche considerando una notevole escursione termica giornaliera del sito, che potenzialmente avrebbe potuto influenzare negativamente l’accuratezza del controllo degli attuatori SMA.

Durante la campagna di quest’anno, sono state incontrate condizioni meteorologiche non del tutto stabili. Pertanto, per ottenere le nuove costanti di calibrazione dei piranometri e pireliometri, in conformità alle normative di riferimento, sarà necessario un lavoro di elaborazione basato su un algoritmo di filtraggio dei dati appropriato. Tuttavia, queste variazioni nell’irradianza sono state utili per il confronto delle misurazioni spettroradiometriche. Nei precedenti eventi, infatti, è stata già dimostrata l’accuratezza delle misurazioni effettuate con lo strumento RSE Spectrafy SolarSIM2 in condizioni di cielo sereno, ma è altrettanto interessante verificarne le prestazioni in presenza di una maggiore variabilità ambientale.

Foto1: Strumentazione installata su un inseguitore solare per la misura della radiazione solare globale (piranometri) e dello spettro solare (spettroradiometri).

Foto2: Strumentazione montata su un inseguitore solare per la misura della radiazione solare diretta (pireliometri) e postazioni per acquisizione dati.

Foto3: La foto mostra l’unità funzionale di modulo CPV con inseguitore solare integrato basato su attuatori a memoria di forma sviluppata da RSE e gli spettroradiometri di alcuni partecipanti duranti i test.

Foto4: Foto di gruppo dei partecipanti. Per RSE hanno partecipato Alessandro Minuto e Edoardo Celi.