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Irradiazione solare

Distribuzione spettrale tipica dell'irradianza solare.
Distribuzione spettrale tipica dell'irradianza solare.

Definizione

L’irradiazione solare è il flusso radiante della radiazione elettromagnetica emessa dal sole in tutto lo spettro di frequenze che colpisce una superficie per unità di area. L’irradiazione solare che colpisce una superficie posta ortogonalmente alla direzione di propagazione della radiazione al di fuori dell’atmosfera viene chiamata costante solare (Isc) ed è convenzionalmente pari a 1367 W/m2, anche se il suo valore fluttua leggermente.

Generalità

L’irradiazione solare extraterrestre varia nel corso dell’anno circa del 3,3% rispetto al suo valore medio a causa della diversa distanza tra sole e terra. L’irradiazione solare oraria extraterrestre su un piano orizzontale (I0) in un luogo di latitudine (L) può essere calcolata in maniera approssimata, per un dato giorno dell’anno (N), in funzione della declinazione solare δ e dell’angolo orario (h).
Lo spettro di emissione dell’irradiazione solare è assimilabile a quella di un corpo nero che si trova alla temperatura di circa 5500 K, e copre la banda compresa tra 100 e 106 nm. Tale spettro viene usualmente suddiviso in più bande, rispettivamente in ordine crescente di lunghezza d’onda: ultravioletto, visibile e infrarosso. All’interno dell’atmosfera terrestre, lo spettro viene modificato per via dell’assorbimento della radiazione in determinate bande da parte delle molecole di gas ivi presenti. Contributi importanti sono forniti da ossigeno e ozono, che impediscono alla maggior parte della radiazione ultravioletta, dannosa per l’uomo, di raggiungere la terra e da vapor acqueo e biossido di carbonio nell’infrarosso.

Bibliografia

Duffie J. A., Beckman W. A., L’Energia Solare nelle applicazioni termiche,  Silvestrini V. ( cura di), Liguori Editore, 1978.

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