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L’energia solare

L’energia solare deriva dalla radiazione solare ed è senza dubbio la fonte primaria di energia sul nostro pianeta: dall’energia solare derivano quasi tutte le altre fonti energetiche usate dall’uomo, come i combustibili fossili, l’energia idroelettrica, l’energia eolica, etc.

La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l’energia usata dall’umanità nel suo complesso. La difficoltà che comporta lo sfruttamento dell’energia solare è il fatto che sia poco concentrata, ovvero è necessario adibire aree molto vaste alla raccolta di energia solare per averne quantità significative. Inoltre l’efficienza della trasformazione in energia facilmente sfruttabile ha ancora grandi margini di miglioramento. È per questo che la ricerca per lo sviluppo di tecnologie che possano potenziare l’uso dell’energia solare è molto attivo.

Come si calcola la radiazione solare

La radiazione solare si ottiene dalla somma della radiazione solare diretta e della radiazione globale diffusa ricevuta dall’unità di superficie orizzontale in Italia.

Come si misura la radiazione solare in Italia

L’intensità della radiazione solare che raggiunge il suolo terrestre dipende principalmente da due fattori:

  • L’angolo d’inclinazione della radiazione: quanto più grande è l’angolo che i raggi del sole formano con la superficie, maggiore sarà l’intensità della radiazione;
  • Lo spessore dell’atmosfera attraversata dai raggi: quanto maggiore lo spessore attraversato, minore sarà la radiazione che raggiunge la superficie.

Radiazione solare in Italia

La misura della radiazione solare in Italia si realizza attraverso le stazioni piranometriche del Servizio Meteorologico dell’Aeronautica Militare. Dai dati forniti dalle stazioni piranometriche si può vedere che la radiazione solare annua più bassa viene registrata presso la stazione meteorologica di Monte Cimone, in Emilia Romagna, con 38.94 kWh. In generale, la radiazione solare annua più bassa viene registrata nelle aree corrispondenti dell’Appennino Tosco-Emiliano, dove il valore medio annuo inferiore ai 41.66 kWh.

Al di sopra dei 41.66 kWh annui troviamo l’area del Piemonte centro-orientale, la Liguria di levante, la Lombardia, il Trentino-Alto Adige, il Veneto, il Friuli-Venezia Giulia, gran parte dell’Emilia-Romagna e la dorsale appenninica tra l’Emilia, la Toscana, l’Umbria, le Marche e il Lazio.

Valori medi annui che superino i 42.22 kWh sono registrati nella Liguria di ponente, in gran parte della Toscana e del Lazio centro-settentrionale, in gran parte delle Marche, nell’Abruzzo e nel Molise, la Campania, la Basilicata, la Puglia settentrionale e la Sardegna nord-orientale.

Le zone con una radiazione solare annua i cui valori medi siano superiori ai 52.77 kWh si trovano in gran parte della Valle d’Aosta, nell’estremità occidentale alpina del Piemonte, nell’isola di Pianosa, nelle aree costiere e sublitoranee del medio e Basso Lazio, nella Puglia centro-meridionale, in Calabria, in Sardegna e in una vasta zona della Sicilia che comprende le isole di Ustica, Pantelleria e Lampedusa.

Il valore più elevato in assoluto viene registrato presso la stazione meteorologica di Gela, in Sicilia, con una media annua di 60.64 kWh; in generale, il valore medio annuo superiore ai 58.33 kWh si registra infatti nella parte meridionale della Sicilia e nella sua estremità sud-orientale.

È evidente quindi che la radiazione solare maggiore avviene nel Sud d’Italia, con particolare concentrazione in Sicilia. Nei mesi estivi inoltre, la densità di radiazione solare aumenta notevolmente.

Nella cartina qui sotto si può avere più chiarezza sulle diverse densità di radiazione solare nel nostro paese in una media annua:

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Massimizzare la radiazione solare con un’installazione ottimale

Alle latitudini italiane ed europee, l’inclinazione ottimale dei pannelli solari fotovoltaici è di circa 35°. Questa inclinazione permette infatti di massimizzare l’energia captata nell’arco di tutto l’anno.

Se invece l’utilizzo del sistema solare fotovoltaico si concentra nella stagione invernale, sarà meglio applicare un’inclinazione di 55° – 70°. Queste inclinazioni possono chiaramente cambiare a seconda della località dell’installazione, anche se si trovano alla stessa latitudine, a causa della variabilità di altri componenti che cambiano da zona a zona.

Nonostante la maggior radiazione solare avvenga nel sud dell’Italia, nel grafico qui sotto si può vedere come la maggior parte dei pannelli fotovoltaici in Italia sia installata principalmente in regioni del Nord.