Discussione: Irradianza al suolo e inclinazione dei pannelli

Ho elaborato alcuni grafici che forniscono in modo rapido ed intuitivo come varia l'irradianza media al suolo in funzione dell'inclinazione dei pannelli.
Ho riportato 5 grafici relativi alle 5 fasce solari in cui è stata divisa l'Italia da parte dell'ENEA e che riporto qui sotto.

Fascia solare 1: Alessandria, Aosta, Arezzo, Asti, Belluno, Bergamo, Biella, Bolzano,Como, Cuneo, Gorizia, Lecco, Lodi, Mantova, Milano, Novara, Padova,Pavia, Pistoia, Pordenone, Prato, Torino, Trieste, Udine, Varese, Verbania, Vercelli, Verona, Vicenza.
Fascia solare 2: Ancona, Aquila, Ascoli, Bologna, Brescia, Cremona, Ferrara, Firenze,Forlì, Genova, Isernia, La Spezia, Lucca, Massa C., Modena, Parma,Perugia, Pesaro, Piacenza, Ravenna, Reggio Emilia, Rieti, Rimini,Rovigo, Salerno, Savona, Siena, Sondrio, Teramo, Terni, Trento, Treviso, Venezia, Viterbo.
Fascia solare 3: Avellino, Benevento, Campobasso, Chieti, Foggia, Frosinone, Grosseto, Imperia, Livorno, Macerata, Matera, Pescara, Pisa, Potenza, Roma.
Fascia solare 4: Bari, Brindisi, Cagliari, Caserta, Catanzaro, Crotone, Latina, Lecce, Messina, Napoli, Nuoro, Oristano, Reggio Calabria, Sassari, Taranto, ViboValentia.
Fascia solare 5: Agrigento, Caltanissetta, Catania, Cosenza, Enna, Palermo, Ragusa, Siracusa, Trapani.

Preciso che questi sono i dati teorici della quantità di energia termica che arriva al suolo espressa in kWh per mq di superficie.
La capacità di trasformare questa energia in calore dipende dalle caratteristiche del pannello e non è argomento di questa discussione.
Con questi grafici vorrei far notare semplicemente la differenza dei dati teorici che si ottengono inclinando differentemente la superficie dei pannelli, per 30°, 40°, 50° e 60°.

Ho ipotizzato un orientamento in pieno sud.
Il totale annuo è ovvio.
Il dato invernale è relativo all'irradianza ricevuta al suolo nel periodo di riscaldamento previsto di legge per quella località.
Il dato estivo è la somma dell'irradianza al suolo nei quattro mesi con i valori più elevati e che corrispondono a maggio, giugno, luglio e agosto.

Adesso che si sta andando incontro all'estate faccio notare che fra 30° e 60° il valore di irradianza al suolo diminuisce del 22% in fascia solare 1; del 22,7% nella 2; del 24,7% nella 3; del 25,6 nella 4; del 27,5% nella 5.

Ooootttimo e utile lavoro Dotting, grazie! !

E' possibile fare qualcosa di simile anche per l'orientamento dei collettori rispetto al Sud (non conosco il nome tecnico ) ?
Credo sarebbe molto utile anche quello!
Grazie, Linus.

Molto molto molto interessante
Da quello che vedo.. ho fatto bene ad aumentare l'inclinazione da 45° a poco meno di 60°.. ovviamente per le caratteristiche del mio impianto

da quello che desumo 30 gradi di inclinazione é l'optimun per la zona 4

e comunque un telaio a graduazione variabile sarebbe ancora più performante

Grande Dotting....

Rob

Da quello che ho capito, ma potrei sbagliarmi in quanto non sono un tecnico, in zona 4 in inverno l'inclinazione ottimale è di 50°, che in parte compensa la sovraproduzione estiva. Ho interpretato bene dotting?
Ciao
Pisty

Grazie Dott. Ing.

Originariamente inviata da PISTY70

in zona 4 in inverno l'inclinazione ottimale è di 50°, che in parte compensa la sovraproduzione estiva.

Ma per limitare ancora di più la sovraproduzione estiva sarebbe conveniente arrivare a 60°, si passa da 650 kWh/mq a 588 kWh/mq, sempre un 10% in meno.
In inverno i valori fra 50° e 60° sono uguali: 517.

Originariamente inviata da dibilino

E' possibile fare qualcosa di simile anche per l'orientamento dei collettori rispetto al Sud (non conosco il nome tecnico ) ?
Credo sarebbe molto utile anche quello!
Grazie, Linus.

Mi autocito per Dotting,
ho scritto una stupidaggine o anche un orientamento più spostato verso est/ovest rispetto al pieno sud può favorire un migliore rendimento invernale (con conseguente minore surriscaldamento estivo)? E se si, di quanto?
Grazie, Linus.

Molto probabilmente è buona la prima (cioè la stupidaggine) perchè se non sbaglio il sole d'inverno ha un'orbita solo più bassa rispetto all'orizzonte, ma comunque "parallela" a quella estiva, giusto Dott?

esatto, il picco dell'irradianza al suolo si ha per un orientamento dei pannelli al sud pieno.
Poi si possono tracciare le curve per i vari orientamenti, ma se avete la possibilità, anche per non buttare i vostri soldi cercate di orientare i pannelli per il sud pieno.

grazie per l'informazione

Originariamente inviata da dotting

esatto, il picco dell'irradianza al suolo si ha per un orientamento dei pannelli al sud pieno.
Poi si possono tracciare le curve per i vari orientamenti, ma se avete la possibilità, anche per non buttare i vostri soldi cercate di orientare i pannelli per il sud pieno.

Questo e' perfetto per i pannelli FV , per il solare termico, pero' ,subentra un'altra variabile importante , la temperatura esterna , il cui picco normalmente si raggiunge dopo le ore 12:00 (cioe' quando il sole e' spostato un po' piu' ad ovest ) , anche in inverno .
Nessuno ha calcolato i veri watt raccolti da un pannello solare 'piano' e trasferiti al liquido ?

X dibilino
Secondo non hai toppato in pieno , me un leggero spostamento verso ovest di max. 15° , dovrebbe permettere di raccogliere piu' energia a fronte di una leggere perdita mattutina .....
Comunque ti riposto il link dell'enea da dove puoi farti tutti i calcoli che vuoi : Atlante italiano della radiazione solare

Originariamente inviata da spider61

... per il solare termico, pero' ,subentra un'altra variabile importante , la temperatura esterna [/url]

No, direi che tale variabile, in funzione del cambiamento di azimut, ha un influenza del tutto trascurabile rispetto all'energia captata dal pannello solare.

Originariamente inviata da dotting

Ma per limitare ancora di più la sovraproduzione estiva sarebbe conveniente arrivare a 60°, si passa da 650 kWh/mq a 588 kWh/mq, sempre un 10% in meno.
In inverno i valori fra 50° e 60° sono uguali: 517.

Ma con un'inclinazione così elevata, a parte l'estetica, non si rischia che il pannello sia troppo esposto all'azione del vento?
Ciao
Pisty

Originariamente inviata da danilo

No, direi che tale variabile, in funzione del cambiamento di azimut, ha un influenza del tutto trascurabile rispetto all'energia captata dal pannello solare.

Io non direi , che sia del tutto ininfluente , quando si parla di temperatura masima che raggiunge il pannello termico si fa' anche riferimento a Text+70° circa sui pannelli piani e text+100° per i sottovuoto.... poi quanto questo incida sulla raccolta di energia io non te lo so dire..... o in pratica due giorni attigui (cioe' con uguale irradianza) uno esterna 20° (perche tira tramontana) il giorno dopo ho 30° perche ho scirocco , immagino che avro' un maggior rendimento il secondo gg. o no?!

ciao

Allora non avevo capito il tuo post precedente.
La mi affermazione è: a parità di tipologia di pannello, non ha senso scegliere un orientamento od una inclinazione che possa tenere conto anche della T est. come mi sembrava tu sostenevi nel post.

Sarebbe bello vedere anche la curva per 17° (corrispondente alla pendenza del 30% che è l'inclinazioni prevalente delle falde dei tetti).
Sono in zona 2 e sto pensando ad integrare il riscaldamento con pannelli termici. Vedo però che alzando da 30° a 60° l'inclinazione, nel periodo invernale l'energia captata aumenta solo di un 7% scarso. Pensavo di più.

Originariamente inviata da danilo

Allora non avevo capito il tuo post precedente.
La mi affermazione è: a parità di tipologia di pannello, non ha senso scegliere un orientamento od una inclinazione che possa tenere conto anche della T est. come mi sembrava tu sostenevi nel post.

No la mia e' una supposizione dettata dal fatto che incide la Text soprattutto sui pannelli piani , nei sottovuoto una variazione di azimuth di +o- 20° la ritengo ininfluente visto che la superficie captante e' sempre tonda e il raggio entra nella stessa maniera....

X Nic qlc post indietro ho postato il link per l'iiradianza fatti i calcoli che vuoi.....

Qualcuno di voi, magari, è anche a conoscenza di "fonti" che permettano di calcolare anche l'energia oraria, J/m², incidente sul pannello, in funzione dell'ora considerata (oltre che delle altre variabili geometriche e geografiche naturalmente)?

Originariamente inviata da PISTY70

Ma con un'inclinazione così elevata, a parte l'estetica, non si rischia che il pannello sia troppo esposto all'azione del vento?
Ciao
Pisty

Beh direi di si, è fondamentale il fissaggio soprattutto di quei collettori che sono praticamente "chiusi" come i piani..
Ciao, Linus

Originariamente inviata da PISTY70

Ma con un'inclinazione così elevata, a parte l'estetica, non si rischia che il pannello sia troppo esposto all'azione del vento?
Ciao
Pisty

Oltre all'effetto "vela" dovuto al vento (risolvibile con un buon fissaggio, contrappesi , etc.) il problema da tenere più in considerazione è l'impossibilità di sfruttare l'effetto di convezione naturale che porta il fluido termovettore dai collettori allo scambiatore di calore posto all'interno del serbatoio grazie alla variazione di densità.
Fino a 45° di inclinazione NOPROBLEM.
Oppure si può adottare la Circolazione Forzata.

Originariamente inviata da dibilino

...un orientamento più spostato verso est/ovest rispetto al pieno sud può favorire un migliore rendimento invernale (con conseguente minore surriscaldamento estivo)? E se si, di quanto?
Grazie, Linus.

Giusto in parte.
Con il cambio di stagione andrebbe, in base al grafico, modificata l'inclinazione ma anche l'esposizione Sud o Sud-Ovest si può fare.
Chiaro è che se tu sfrutti più ACS al mattino dovresti andare a SUD-EST mentre se ti interessa più ACS di sera vai a SUD-OVEST.
Io in fascia 4 45° di inclinazione e 200 di orientamento (considerando 180 Sud pieno e 270 Ovest pieno).

P.S.: Piacere, mi chiamo 1000GHz e sono interessato al solare termico.
Mi sono affacciato da poco a questo mondo e cerco di carpire tutti i segreti per una scelta giusta e responsabile oltre che per un acculturamento personale.

Complimenti veramente un'ottimo lavoro

Saluti,
Giacomo

Riflettevo ancora sull'inclinazione dei pannelli.... credete che questo discorso valga anche per i tubi sottovuoto o per la loro conformazione l'inclinazione è ininfluente in termini di resa invernale / surriscaldamento estivo?
Ciao, Linus.

se si montano in verticale è importante, se si montano con i tubi in orizzontale (ovviamente con collettori che rendono possibile questa tipologia di installazione) è ininfluente.

Buongiorno, secondo i calcoli, per la mia specifica esigenza, la scelta e' caduta sui tubi sottovuoto a flusso diretto, montati verticalmente, su una parete a Sud pieno su una parete completamente bianca. In questo modo, stando a quanto ho potuto calcolare, utilizzando i dati esposti sul sito: Solar irradiation data utility, mi vengo a trovare in una condizione tale da non avere problemi di sovratemperatura nel vaso di accumulo nei mesi di giugno, luglio ed agosto, e nel contempo nei mesi marzo/aprile e settembre/ottobre, un valido ausilio al riscaldamento di casa. In questo periodo infatti, mi troverei abbastanza in crisi con la caldaia a legna, perche' sarebbe sottoposta a continui cicli di stop and go (e questo è un fattore negativo per la sua durata). Con questo accorgimento, e con accumulo termico di 800 litri come set point, almeno il riscaldamento preserale e serale mi verrebbe garantito. Quello mattutino, qualora la temperatura fosse insufficiente, lo effettuerò con una caldaia a gas (almeno temporaneamente, fino a quando non trovo dell'olio di colza da usare nel bruciatore..), ma almeno avro' una base di acqua gia' preriscaldata (in questo caso il solare lo utilizzo come preriscaldatore). Allego il grafico che evidenzia quanto sopra riportato e valido per la mia abitazione, chi vuole, puo' trovare i dati che interessano sul sito che ho citato.
In effetti inizialmente, avevo optato per una inclinazione ottimale di 37 gradi, ma nei mesi estivi, avrei dovuto ricorrere a dei teli oscuranti per parzializzare l'assorbimento dei tubi sottovuoto. Oltrettutto come corollario, non devo temere per la grandine che talvolta dalle nostre parti fa dei bei danni, e non da ultimo, poiche' i tubi sono addossati alla parete di casa (anche se c'e' il cappotto), non devo rifornire l'impianto con antigelo glicolico, quindi maggior rendimento e minor inquinamento, anche in caso seppur remoto di fuoriuscita del fluido vettore. La centralina di comando pompa del circuiro solare ha comunque la funzione antigelo.
Cordialmente.
Piero