Discussione: Consulenza calcolo temperatura di un pannello fotovoltaico

Salve! Sono uno studente di ingegneria elettrica e sto sviluppando la tesi sul tema del fotovoltaico. In più, sto realizzando un simulatore che fornisca in uscita, date le condizioni a contorno della zona, il valore di radiazione globale su una superficie comunque inclinata. Mi servirebbe sapere come varia la temperatura del pannello fotovoltaico nell'arco della giornata (preferibilmente attraverso formule, se esistono), tenendo eventualmente conto delle condizioni atmosferiche (ovvero cielo sereno, nuvoloso...). In attesa di una Vostra risposta, Vi ringrazio anticipatamente.

Il quesito è molto complesso perché dipende da innumerevoli fattori: Il tipo di pannello, il tipo di montaggio, la ventilazione della zona, l'inclinazione ecc. ecc.
Credo che se vuoi dati precisi devi affrontare una serie di misure sperimentali e non troverai due tetti eguali.
A proposito esiste ingegneria elettrica?

Si, ingegneria elettrica esiste, e corrisponde alla "vecchia" ingegneria elettrotecnica.
Allora, conoscendo comunque le caratteristiche del sito di installazione e il modello di pannello, esiste una formula matematica che mi permetta di calcolare la temperatura sul pannello nell'arco della giornata?
Grazie di nuovo.

Pierluigi1983,
fammi capire a quale livello di precisione vuoi arrivare.
Il pannello e' costituito da piu' parti, piu' o meno esposte al sole, piu' o meno ventilate, piu' o meno sporche, piu' o meno conduttive verso i supporti.
La temperatura media che raggiungera' il pannello (media in quanto non sara' uniforme su tutte le parti del pannello) dipendera' molto dal coefficiente di assorbenza degli IR delle superfici, dal coefficiente di emissivita' delle stesse, ed in parte anche dalle riflessioni IR nelle vicinanze. La simulazione al computer e' complessa.
Ciao
Mario

CITAZIONE (Pierluigi1983 @ 11/10/2005, 18:02)

Salve! Sono uno studente di ingegneria elettrica e sto sviluppando la tesi sul tema del fotovoltaico. In più, sto realizzando un simulatore che fornisca in uscita, date le condizioni a contorno della zona, il valore di radiazione globale su una superficie comunque inclinata. Mi servirebbe sapere come varia la temperatura del pannello fotovoltaico nell'arco della giornata (preferibilmente attraverso formule, se esistono), tenendo eventualmente conto delle condizioni atmosferiche (ovvero cielo sereno, nuvoloso...). In attesa di una Vostra risposta, Vi ringrazio anticipatamente.

Ciao Pierluigi 1983 bentrovato quello che chiedi è un po' arduo, perchè i parametri di cui tener conto sono troppi considera per esempio, che due giornate di sole possono presentare risultati diversi uno con vento e l'altro no. Devi registrare i vari parametri almeno di un anno. Comunque quello che vuoi fare serve a che pro? Per calcolare con più precisione la generazione di energia, basta la media delle temperature dell' aria di vari anni che forse sul web trovi e poi calcoli il rendimeno delle varie stringhe in funzione della temperatura oltre che con gli altri parametri normalmente usati. Tieni conto che ogni produttore di moduli fotovoltaici dichiara la variazione di rendimento con relative curve specificatamente per ogni modello.

Salutoni
Furio57

Grazie per le risposte. Il mio obiettivo non è dimensionare un impianto fotovoltaico, bensì realizzare un programma in Matlab Gui che mi permetta, selezionata la località, l'angolo di inclinazione e orientamento dei moduli, nonchè la data e le condizioni atmosferiche, di visualizzare la variazione di radiazione globale espressa in W/m^2 nell'arco della giornata e la variazione di temperatura. Ora, l'andamento della radiazione sono riuscito ad ottenerla mediante le formule presenti sul testo "Impianti solari fotovoltaici a norme CEI" di Groppo-Zuccaro, mentre non ho trovato alcuna formula precisa o approssimata che mi permetta di ricavare l'andamento della temperatura nell'arco della giornata. Grazie di nuovo!

Ciao a tutti

CITAZIONE (Pierluigi1983 @ 11/10/2005, 21:13)

Grazie per le risposte. Il mio obiettivo non è dimensionare un impianto fotovoltaico, bensì realizzare un programma in Matlab Gui che mi permetta, selezionata la località, l'angolo di inclinazione e orientamento dei moduli, nonchè la data e le condizioni atmosferiche, di visualizzare la variazione di radiazione globale espressa in W/m^2  nell'arco della giornata e la variazione di temperatura. Ora, l'andamento della radiazione sono riuscito ad ottenerla mediante le formule presenti sul testo "Impianti solari fotovoltaici a norme CEI" di Groppo-Zuccaro, mentre non ho trovato alcuna formula precisa o approssimata che mi permetta di ricavare l'andamento della temperatura nell'arco della giornata. Grazie di nuovo!

Ciao Pierluigi1983, complimenti per l'intraprendenza! Ma un problema quasi insormontabile per il tuo programma è considerare il calcolo dell'albedo in modo diretto senza parametri di input e che a volte può incidere abbastanza!

Salutoni
Furio57

Ciao Furio 57
Che intendi dire per "senza parametri di input"?
La componente di albedo per quando riguarda la radiazione riesco a calcolarla...è quello che intendi dire?
Perdona la mia impreparazione in caso contrario.

anche il tipo di montaggio dei pannelli influisce in modo significativo sulla temperatura. Un pannello integrato sul tetto a contatto con la guaina impermeabile si scalda in modo nettamente maggiore di un pannello montato a 5 cm dalle tegole. Anche Il colore della copertura influisce sulla temperatura . Solo uno studio statistico di alcuni anni può darti delle eventuali costanti ma sempre riferito ad una specifica installazione. Conviene valutare una temperatura "molto" media, anche perché il rendimento diminuisce certamente con l'aumentare della temperaura, ma non in modo decisivo,

Edited by snapdozier - 12/10/2005, 08:58

Forse possono essere utili queste info

Ciao
Mario

Grazie ancora per le risposte. Oggi ho posto il mio quesito ad un tecnico del settore fotovoltaico e mi ha risposto dicendomi che i pannelli si portano mediamente ad una temperatura superiore di 10-15 °C, al massimo 20 °C, rispetto a quella dell'aria nel periodo considerato. Penso pertanto di attenermi a questa informazione, data la mancanza di letteratura su internet, fino al momento in cui non pervengo ad una formula (ammesso che esista) più particolareggiata.
Grazie per la vostra collaborazione e complimenti per il forum
Lascio il mio indirizzo e-mail nel caso vogliate contattarmi: pierluigimele@hotmail.it

Pierluigi1983,
parti dalla richiesta di formule e ti accontenti poi di uno spannometrico 10...20°C ????
Forse non c'e' una formula breve, serve almeno un foglio di calcolo.

Ciao
Mario

Per mariomaggi:
per me il foglio di calcolo andrebbe pure bene; la questione è che non so da dove reperirlo!
Gentilmente potresti fornirmelo tu?
Grazie mille!

QUOTE (Pierluigi1983 @ 11/10/2005, 18:02)

Salve! Sono uno studente di ingegneria elettrica ...........

Ciao, Pierluigi1983

visto che fai ingegneria lascia perdere quello che ti ha detto quel tecnico.
Io sempre dell'idea che il tecnico deve fare il tecnico.... l'ingegnere , l'ingegnere ..... il ricercatore, il ricercatore e cosi' via...
La strada che devi seguire passa x la NOCT che viene fornita dal costruttore del modulo.
la temperatura a cui si porta un modulo, o meglio una cella, dipende come, ti è stato detto, da molti fattori.
Devi, quindi, x forza di cose utilizzare un modello semplificato...in ambito sperimentale si usa questa relazione:
Tcell=Tamb+(NOCT-20)Irr/800
dove:
Irr è l'irradianza solare espressa in W/m2
Tamb...non ci vuole molto a capire cos'è

Il modello ha dei limiti legati alla definizione di NOCT stessa e quindi non ti aspetare di spaccare il grado, però x quello che devi fare va + che bene.
Se vuoi qualcosa di + devi creare un modello specifico e credo che esami come fisica tecnica ti possano aiutare.

Una curiosità ... in quale università studi e quale è il corso che tratta questi argomenti?
bye.

Edited by PV-plant - 13/10/2005, 21:05

Per PV-plant:
grazie per l'informazione, davvero gentile.
Studio al Politecnico di Bari; non c'è un corso che tratti il fotovoltaico...io lo sto affrontando nell'ambito della tesi in elettronica di potenza.
Se avessi bisogno di ulteriori chiarimenti potrei contattarti?
Ti ringrazio di nuovo.

Per P-V plant:
gentilmente potresti indicarmi la fonte dalla quale hai tratto quella formula?
Mi servirebbe per la bibliografia della tesi.
Grazie di nuovo!

QUOTE (Pierluigi1983 @ 14/10/2005, 16:36)

Per P-V plant:
gentilmente potresti indicarmi la fonte dalla quale hai tratto quella formula?
Mi servirebbe per la bibliografia della tesi.
Grazie di nuovo!

Fidarsi è bene, non fidarsi è meglio.
Al tuo posto farei lo stesso.
La formula è intuitiva e conoscendo la definizione di NOCT "si spiega da sola".
Cmq, il riferimento è un testo universitario che ho a lavoro... il titolo e gli autori te li faccio sapere Lunedì.

Bye

Edited by PV-plant - 14/10/2005, 19:14

Per PV-plant:
ho provato ad implementare la formula in Matlab ed ottengo un grafico che mostra l'andamento della temperatura sui pannelli nell'arco della giornata, avendo già a disposizione quella della radiazione globale. Ora sto aspettando che un ingegnere mi fornisca dei rilievi di temperatura effettuati sui pannelli e quindi andrò a vedere quanto la mia simulazione si discosta dalla realtà, considerando comunque la radiazione che colpisce la zona in questione. Che intendi per "fidarsi è bene...". Per ora sei l'unico ad avermi fornito una formula che, anche se approssimata, potrebbe descrivere l'andamento della temperatura...su internet non ho trovato nenche una formula...pensa tu...comunque grazie di nuovo.
Se trovassi una formula ancora più dettagliata, potresti fornirmela?
In attesa dei riferimenti bibliografici, ti ringrazio anticipatamente.
Ciao!

QUOTE (Pierluigi1983 @ 15/10/2005, 13:02)

Per PV-plant:
...su internet non ho trovato nenche una formula...pensa tu...

Su internet c'è ovviamente di tutto.... anche coloro che si tengono le cose x se pensando di essere depositari di chissà quale Sapienza...ma questa è una vecchia storia.

QUOTE (Pierluigi1983 @ 15/10/2005, 13:02)

Per PV-plant:
Ora sto aspettando che un ingegnere mi fornisca dei rilievi di temperatura effettuati sui pannelli e quindi andrò a vedere quanto la mia simulazione si discosta dalla realtà, considerando comunque la radiazione che colpisce la zona in questione.

Forse non c'è bisogno di dirtelo, ma la radiazione che devi considerare nella formula è la globale sul piano dei moduli e non "la radiazione che colpisce la zona in questione".
L'ing. ti deve dare anche questa (solitamente si usano i paranometri montati sul piano dei moduli) altrimenti la stima della temperatura che farai non sarà attendibile.
Se poi hai problemi fammi sapere....forse a lavoro ho qualcosa.

byee

Edited by PV-plant - 15/10/2005, 20:02

Per P-V plant:
forse mi sono espresso male...si, so che devo considerare la radiazione globale, somma della radiazione diretta, diffusa e riflessa...calcolata però per la particolare zona dove l'ingegnere ha effettuato i rilievi, questo intendevo dire...
Ti ringrazio di nuovo!
Per favore, ricordati di postarmi i riferimenti bibliografici!
Ciao!

QUOTE (Pierluigi1983 @ 16/10/2005, 20:31)

so che devo considerare la radiazione globale, somma della radiazione diretta, diffusa e riflessa...calcolata però per la particolare zona dove l'ingegnere ha effettuato i rilievi

Per validare la formula devi considerare la radiazione globale sul piano dei moduli, misurata (e non calcolata) contestualmente alla misura della temperatura dei moduli che ti darà l'ing.
Se invece consideri la radiazione calcolata, i valori di temperatura che otterresti quasi sicuramente saranno molto diversi da quelli misurati perchè si riferiranno a condizioni di radiazione diverse da quelle reali
Spero di essere stato chiaro.

Attenzione che la formula di Groppi-etcc , se non sbaglio, non tiene conto dell'azimuth

il riferimento che cercavi é:
F.P.Califano, V.Silvestrini, G. Vitale: La progettazione dei sistemi fotovoltaici; Liguori Editore S.r.l. 1983-1988.

Edited by PV-plant - 17/10/2005, 19:59

Per P-V plant:
ti ringrazio nuovamente. La formula per calcolare la radiazione diretta contiene l'angolo di azimuth...sei stato molto chiaro e ti confermo che anche io intendevo procedere in quel senso...davvero gentile.
Ora però devo cercare di "arricchire" la formula della temperatura considerando la ventilazione e il tipo di installazione dei pannelli...sarà un'impresa ardua ma spero di riuscirci fino alla fine...
comunque la formula che mi hai fornito è un ottimo punto di partenza...
Ciao!