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Diagramma solare

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Il diagramma solare è un grafico che riporta il percorso apparente del sole. Scopri cos’è e come può essere utile nello studio dell’ombreggiamento fotovoltaico

Nel progetto di un impianto fotovoltaico è fondamentale lo studio del diagramma solare e del fenomeno di ombreggiamento, che condiziona in maniera importante la produttività dell’impianto.

Per questo motivo è importante eseguire un’analisi degli ombreggiamenti durante il sopralluogo del sito, che ha lo scopo di valutare eventuali e potenziali ostacoli che possono interferire con la luce solare.

Le condizioni di ombreggiamento possono essere determinate attraverso l’utilizzo di un diagramma solare che consente di definire il percorso solare in riferimento a un determinato sito.

In questo articolo ti mostro cos’è un diagramma solare, come deve essere utilizzato per lo studio dell’ombreggiamento e come può essere di grande aiuto un software fotovoltaico.

Che cos’è un diagramma solare?

Il diagramma solare è un grafico in cui viene riportato il percorso apparente del sole nella sfera celeste proiettato su una superficie piana, nei diversi mesi dell’anno.

La superficie può essere un piano orizzontale e si ottiene un diagramma solare polare oppure può essere un piano verticale ottenendo, invece, un diagramma solare cartesiano (detto anche diagramma solare cilindrico).

Diagramma solare polare e cartesiano.png

Diagramma solare polare e cartesiano

In entrambi i casi la posizione del sole rispetto ad un punto sulla terra viene individuata attraverso due grandezze:

  • altezza solare – α che è l’angolo verticale che la direzione collimata al sole forma con il piano orizzontale;
  • azimut – γ che è l’angolo orizzontale tra il piano verticale passante per il sole e la direzione del sud ed è positivo verso est e negativo verso ovest.

Il diagramma solare è, quindi, uno strumento molto utile per comprendere se ad una determinata ora del giorno e in un dato giorno dell’anno, un certo punto dell’edificio riceve la radiazione solare oppure no, in modo da poter valutare se i raggi del sole comportano problematiche all’utenza.

Come si legge un diagramma solare?

Il diagramma solare rappresenta il moto apparente del sole, ossia quello visto da un osservatore solidale con la superficie terrestre.

Come anticipato,  esistono due tipologie di diagramma solare a seconda se la proiezione avviene su un piano orizzontale (diagramma solare polare) o su un piano verticale (diagramma solare cartesiano o cilindrico). Vediamo, in sintesi, come leggere ciascun diagramma.

Diagramma solare polare

Rappresentazione sul piano orizzontale

In questo diagramma la volta celeste viene rappresentata tramite una griglia in cui sono disegnate le linee di altitudine e di azimut. Il sistema di coordinate impiegato è centrato sull’osservatore ed il piano di riferimento utilizzato è il piano dell’orizzonte.

Le circonferenze concentriche rappresentano gli angoli di altezza solare: si parte dal punto centrale che presenta il valore di 90° (al centro del diagramma), con incrementi di 10° per ogni cerchio, fino a raggiungere il valore di 0° in corrispondenza del cerchio più esterno.

Inoltre il diagramma solare è composto da:

  • linee radiali rappresentano gli angoli azimutali in riferimento alla direzione Nord;
  • linee curve da Est a Ovest rappresentano il percorso del sole dall’alba al tramonto;
  • linee a forma di elica che rappresentano la posizione del sole in una determinata ora.

Le traiettorie solari vengono tracciate il 21 di ogni mese.

 Diagramma solare cartesiano (o cilindrico)

rappresentazione-sul-piano-verticale

I diagrammi in coordinate cartesiane rappresentano una proiezione sul piano verticale del percorso solare così viene visto da un osservatore solidale con la terra.

In questo diagramma le linee orizzontali rappresentano gli angoli di altezza solare sopra l’orizzonte mentre le linee verticali rappresentano gli angoli azimutali. Noti gli angoli dell’altezza solare e dell’angolo azimutale, è possibile stabilire la posizione del sole nel cielo, così come è possibile tracciare il percorso solare al variare del tempo.

Il diagramma solare per studiare l’ombreggiamento fotovoltaico

Quando si progetta un impianto fotovoltaico, una delle difficoltà in cui ci si imbatte è quella legata ai fenomeni di ombreggiamento.

E’ molto importante studiare tali fenomeni per evitare che un effetto ombra possa ridurre la produzione e la resa dell’intero impianto fotovoltaico. Questo studio risulta piuttosto complesso in quanto le ombre si muovono seguendo l’orientamento del sole durante l’arco della giornata e dell’anno.

Per questa ragione, diventa fondamentale l’ausilio del diagramma solare che ci permette di ricavare l’altezza solare, l’azimut e definire il percorso solare relativo a qualsiasi sito.

Ci sono, però, altri aspetti da considerare quando si progetta un impianto fotovoltaico, come ad esempio il calcolo dell’irraggiamento solare, il corretto posizionamento dei moduli, gli oggetti circostanti che generano ombre aggiuntive, l’integrazione architettonica con la copertura, ecc. Per questo motivo, se devi progettare un impianto fotovoltaico, ti consiglio di scaricare e usare subito gratuitamente per 30 giorni un software fotovoltaico che ti supporti in tutte queste attività e che ti permetta di creare impianti fotovoltaici efficienti, sia in termini di dimensionamento che di rendimento dell’impianto.

 

 

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