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rapporti - Deliverable

Gestione di dati solari spettrali e broad band misurati, loro modellazione e validazione

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Gestione di dati solari spettrali e broad band misurati, loro modellazione e validazione

Il Consorzio Helios comprende RSE, ENEA, JRC, Università TorVergata, EGP, EURAC e ASSE ed è stato istituito per condividere dati di irradianza solare e di radianza spettrale diretta misurate in diverse località italiane. Questo dataset, unico nel suo genere, può essere anche utilizzato pervalidare software di simulazione di radiazione diretta con cui costruire mappe d’irradianza necessarie per valutare l’efficienza e la remunerabilità degli impianti solari a concentrazione.

Negli ultimi anni si è osservato un continuo e costante aumento di installazioni solari, incentivato anche dalla riduzione del costo medio dell’energia fotovoltaica (LCOE, levelised cost of electricity) e del the Energy Pay Back Time (EPBT), che dipende fortemente dalla localizzazione dell’impianto fotovoltaico. Riduzioni analoghe si sono riscontrate anche per gli impianti a concentrazione (CPV), nel qual caso l’utilizzo di ottiche di concentrazione efficienti che permettono la riduzione dell’area delle celle si sta dimostrando promettente, con efficienze già al 46%. In analogia al fotovoltaico convenzionale, per il quale esistono delle mappe geografiche, continuamente aggiornate, di disponibilità d’irraggiamento globale ricevuto alla superficie terrestre, anche per i CPV si vorrebbero produrre mappe con informazioni utili sulla radiazione che influenza gli impianti.

In questo caso la radiazione utile è la componente diretta nella direzione di vista del Sole (DNI) e le frazioni intercettate dalle giunzioni delle celle a concentrazione. Gli impianti CPV possono essere competitivi e redditizi solo adottando celle multi-giunzione più efficienti e in luoghi ove il valore annuo di DNI eccede i 2000 kWh/m2anno, ma alti valori di DNI non sono sempre associati ad alti irraggiamenti. Le condizioni ambientali, il contenuto di vapor acqueo, di ozono e soprattutto di aerosol atmosferici, alterano profondamente forma e valore integrale degli spettri solari ricevuti a terra. Questi parametri possono essere forniti da modelli numerici meteorologici previsionali, ma anche dall’analisi degli spettri misurati della radiazione diretta solare. Inoltre, conoscendo questi parametri è stato anche possibile simulare numericamente gli spettri solari di DNI con cui valutare le frazioni di DNI disponibile nelle varie parti della banda solare. Simulatori numerici di radianza spettrale devono però essere validati utilizzando misure reali.

Allo scopo di raccogliere dati d’irradianza solare e di radianza spettrale diretta in diverse località italiane è stato fondato nel 2011 il Consorzio Helios, a cui aderiscono RSE, ENEA, JRC, Università TorVergata, EGP, EURAC, ASSE. Questo dataset di radianza spettrale è assolutamente unico anche a livello europeo, dove si stanno intraprendendo solo ora attività simili per validare i software di stima modellistica degli spettri solari desunti da informazioni satellitari.

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