L'insolazione (bozza)
L'insolazione orizzontale nel mondo secondo SolarGIS. [1]
Se una macchina fa 15 km al litro, tutti sappiamo che per fare 300 km dobbiamo metterci 20 litri di benzina.
Anche l’efficienza di un pannello solare è un numero fisso [2], proprio come quella della macchina, ma col solare c'è una differenza. La luce non è come la benzina: di notte non ci sono distributori aperti.
L’energia che un pannello produce dipende dalla luce che lo colpisce, ma il sole sorge e tramonta, le nuvole e il sereno si alternano, le giornate si allungano e si accorciano: la luce non è mai la stessa e così l’energia prodotta.
Tuttavia, sommando tutta la luce che arriva sul pannello durante l’anno si scopre una cosa interessante: il totale non varia molto da un anno all’altro, al massimo di qualche percento.
Cioè: anche se quando passa una nuvola la luce si riduce di dieci volte (e col cielo tutto coperto anche di cento), in un anno le variazioni si compensano e in un dato posto l’insolazione è circa sempre la stessa.
L’insolazione è quindi una caratteristica geografica locale. Non è una scoperta di ieri: è stata misurata da decenni. E quanta sia l’insolazione di ogni parte del mondo lo si sa benissimo.
L'insolazione orizzontale in Italia, secondo SolarGIS [1].
Le mappe qui riportate danno l’insolazione annua orizzontale al metro quadrato. Dicono, per esempio, che una terrazza di cento metri quadri a Roma raccoglie ogni anno circa 160 mila kWh.
Quanto sono 160 mila kWh? Diviso 12 fanno 13300 kWh al mese, diviso 30 fanno 450 kWh al giorno, e diviso 24 fanno 19 kW all’ora [4], che a Roma sarebbero in teoria più che sufficienti a scaldare un appartamento di cento metri quadri.
Convertiti in elettricità con un’efficienza del 13 % potrebbero fornire 2.5 kW ogni ora, più che sufficiente per la luce di un appartamento di cento metri quadri.
Tutto questo in media. Perché di notte, non danno né luce, né calore. Col cielo coperto danno almeno dieci volte di meno e le perturbazioni durano talvolta diversi giorni. A Natale, quando serve di più, anzichè fornire 450 kWh al giorno, ne danno solo 180.
Naturalmente questo vale solo per l’attico di cui la terrazza fa parte. Gli appartamenti ai piani inferiori hanno soltanto le superfici verticali da sfruttare e possono raccogliere molto di meno.
Tutto questo in teoria. In pratica bisogna sapere, caso per caso, quali siano i reali fabbisogni elettrici e termici e quindi calcolare quanto si possa effettivamente raccogliere e convertire in luce e calore.
Anche se, per farsi un idea delle potenzialità solari di un attico (o del tetto di una villa), i valori ottenuti così grossolanamente non sono sbagliati.
Insolazione orizzontale a Roma [3]. Valori espressi in Wh/m2 (da dividere per mille per ottenere i kWh e moltiplicare per 100 m2 di terrazza) validi per un giorno del mese.
Insolazione orizzontale a Roma [3].
[1] http://solargis.info/doc/71. SolarGIS è un Geographical Information Sytem privato, costruito per i bisogni della industria solare. A parte alcune mappe come quelle riportate in questa pagina, è a pagamento.
[2] Per esempio se l'efficienza di un pannello fotovoltaico è il 13% significa che il 13% della luce che lo colpisce viene convertita in elettricità. Indipendentemente dalla quantità di luce che lo colpisce.
[3] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#.
[4] Perché così poco? 19 kW su 100 m2 equivalgono 190 W/m2, non si era detto che la costante solare è di 1330 W/m2? Dove sono finiti i 1140 che mancano?
Allora, 1/3 si perde per l’angolo d’incidenza, perché Roma è a 42 gradi di latitudine; poi bisogna dividere per due, perché di notte il sole non c’è; dividere di nuovo per due, perché di giorno la costante solare vale solo a mezzogiorno (e si riduce a zero sia all’alba che al tramonto); poi bisogna perdere ancora 1/3 per l’assorbimento atmosferico; e, per finire, ogni nuvola che passa su Roma si prende la sua parte.