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Energia solefinale

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Energia solefinale

  1. 1. L’ENERGIA SOLARE<br />A cura di: Viada Chiara, Carle Erika, Magnone Elisa, Campanini Manuela, Sampò Matteo<br />
  2. 2. OBIETTIVI<br />Misurare l’irradiamento prodotto dal Sole al livello della superficie terrestre.<br />Stimare il valore della costante solare.<br />Stimare il valore della temperatura superficiale del Sole.<br />
  3. 3. COSTANTE SOLARE: indica la quantità di radiazione che arriva sulla Terra dal Sole per unità di superficie e per unità di tempo (dunque una potenza per unità di superficie), misurata all’esterno dell’atmosfera terrestre,su un piano perpendicolare ai raggi. <br />IRRADIAMENTO: rapporto fra l’energia che giunge in intervallo di tempo ∆t su una superficie S disposta perpendicolarmente ala radiazione e il prodotto della superficie S per l’intervallo di tempo ∆t; numericamente è pari all’energia che incide in un secondo su un metro quadrato di superficie disposta perpendicolarmente alla radiazione. <br />
  4. 4. Pannello di alluminio ricoperto da una vernice nera opaca. Dietro questi pannelli è messo, a stretto contatto, un sensore di temperatura. Questo pannello è anche munito di un termometro elettrico.<br />Grafico rappresentante l’andamento della temperatura, in funzione del tempo, del primo pannello.<br />
  5. 5. MATERIALE<br />
  6. 6. PROGETTAZIONE<br /> Quando la lastrina è esposta ai raggi solari, essa riceve energia raggiante che in parte fa aumentare la sua temperatura e in parte viene riemessa nell’ambiente circostante, per irraggiamento e convezione, poiché l’ambiente è a temperatura inferiore. <br />
  7. 7. Per ricavare il valore di Qidobbiamo ricavare QseQd.<br />La quantità Qs vale, secondo la relazione fondamentale della calorimetria: <br />Doveè l’aumento di temperatura della <br />lastrina nell’unità di tempo in fase di riscaldamento.<br />
  8. 8. Per calcolare Qddobbiamo servirci della fase di raffreddamento. Mentre il pannello è schermato, dobbiamo presumere che esso disperda calore verso l’ambiente con la stessa rapidità con cui lo faceva quando era illuminato dal Sole, a parità di temperatura. <br />Facendo riferimento quindi allo stesso intervallo di temperatura utilizzato per calcolare Qs, possiamo ottenere il valore Qd con la formula:<br />
  9. 9.
  10. 10.
  11. 11.
  12. 12. IRRADIAMENTO PRODOTTO DAL SOLE AL LIVELLO DELLA SUPERFICIE TERRESTRE<br />
  13. 13.
  14. 14. CALCOLO DELLA COSTANTE SOLARE<br />Per passare dal valore da noi ottenuto della potenza specifica a quello ad AM0 (costante solare), incrementiamo il valore ottenuto in proporzione ai valori comunemente accettati (1000 W/m2 ad AM1 e 1350 W/m2 ad AM0).<br />
  15. 15. CALCOLO DELLA TEMPERATURA SUPERFICIALE DEL SOLE<br />
  16. 16. CONCLUSIONI<br />Condizioni in cui l’esperienza si è svolta:<br />Cielo leggermente velato;<br />Sole non ancora al culmine del suo percorso giornaliero;<br />Periodo dell’anno in cui il Sole non raggiunge la massima altezza sul’orizzonte;<br />Presenza di una leggera brezza;<br />Alcune imprecisioni nell’inseguimento del Sole.<br />Irradiamento al suolo: il valore ufficiale, in condizioni di tempo sereno, assenza di vento, Sole allo zenit, è di 1000 W/m2. La media dei valori ottenuti con i tre pannelli è 816 W/m2. L’errore percentuale è del 18 %, elevato, ma non eccessivo, considerate le condizioni di misurazione. Questo valore risente anche della valutazione del coefficiente di assorbimento della vernice.<br />
  17. 17. Temperatura superficiale del Sole: dai nostri calcoli è risultata circa 5500 K, non lontana dai 5700 – 5800 K normalmente indicati come temperatura fotosferica della nostra stella.<br />Consigli:<br />Schermare maggiormente i pannelli dal vento (senza aumentare però la radiazione riflessa);<br />Scegliere una giornata serena;<br />Eseguire l’esperienza al mezzogiorno solare;<br />Eseguire l’esperienza in giugno, quando il Sole è più alto sull’orizzonte;<br />Determinare con maggiore accuratezza il coefficiente di assorbimento della vernice nera;<br />Valutare in modo più accurato l’assorbimento atmosferico nel calcolo della costante solare.<br />
  18. 18. GRAZIE PER L’ATTENZIONE<br />

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