La produzione energetica degli impianti fotovoltaici a concentrazione (CPV) e, in maniera meno rilevante, anche quella degli impianti fotovoltaici “convenzionali”, o senza concentrazione solare (PV), dipende principalmente dell’irradianza diretta normale (DNI) intercettata dalla cella o dal modulo solare, ma anche dalla frazione della componente diffusa presente. La conoscenza di come queste componenti radiative variano con la località ed il periodo di tempo considerato è fondamentale per valutare il tempo di ritorno dell’investimento effettuato, l’effettivo rendimento degli impianti, l’insorgenza di guasti e per stimare la produzione a brevissimo e a breve termine. Per quanto concerne il CPV, celle multi-giunzione efficienti rendono il sistema competitivo rispetto ai sistemi PV nelle località dove la DNI è superiore ai 2 MWh/m2annui.

La DNI dipende dal contenuto di acqua precipitabile e di ozono, ma soprattutto dagli aerosol presenti in atmosfera. Mappe climatologiche di DNI, integrate a livello mensile o annuale, non sono disponibili in quanto non esiste una rete di misure di DNI a terra tale da permetterne la costruzione. Per affrontare questo problema, RSE ha intrapreso negli ultimi anni attività di ricerca in accordo con le linee seguite in ambito internazionale, volte a sviluppare un sistema per stimare la DNI spettrale usando dati modellistici e satellitari. Questa metodologia deve essere validata utilizzando un congruo numero di misure spettrali a terra. Con l’obiettivo di creare una rete di misure spettrali solari validate, nel 2011 è stato istituito un Consorzio, denominato HELIOS, la cui nuova Convezione è stata rinnovata nel corso del 2018. Al Consorzio aderiscono RSE, ENEA, JRC, EGP, Università TorVergata, EURAC e ASSE. L’obiettivo è quello di acquisire, archiviare in maniera opportuna ed analizzare misure spettrali effettuate in diverse località italiane (Milano, Piacenza, Napoli Portici, Catania, Roma).

Il database realizzato contiene dati del 2011, 2012, 2014 e del 2017÷2018. RSE ha acquistato due spettrometri solari a basso costo ma dalle elevate prestazioni, confrontabili con quelle ottenute in campo dallo spettroradiometro di riferimento del JRC durante una campagna svoltasi presso ENEA-Trisaia nel 2016. L’unicità di questo database lo rende estremamente utile per validare il sistema modellistico per la stima degli spettri solari, con cui costruire mappe di DNI ad elevata risoluzione spaziale e temporale, nonché ricavare informazioni quali contenuto di aerosol e di acqua precipitabile per validare i modelli meteorologici e i dati satellitari utilizzati.