19 Pannello solare

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Esercizio 1 Un pannello solare di 2 m 2 ha una superficie selettiva con coefficiente di assorbimento di radiazione solare di 0,95 e coefficiente di emissione di 0,1. A una certa ora del giorno, la radianza solare sul pannello è di 735 W/m2 mentre la sua temperatura è di 65 °C. Supponendo che l'aria abbia una temperatura di 30 °C e un coefficiente di scambio termico col pannello di 10 W/m 2K e che la temperatura apparente del cielo sia di 260 K, determinare la potenza assorbita dal pannello. DATI AP=2 m2 S=0,95 P=0,1 G=735 W m2 T P=65° C =338 K T a=30 ° C=303 K T C=260 K ˙Q =?[W ]¿ SOLUZIONE ˙Q G ˙QC ˙Qrad Radianza (Radiazione incidente) dE dt =P G A− ˙Qrad  − ˙QC  − ˙Q =S.S. 0 ˙QCONV =h AT P−T a=10⋅2⋅65−30=700 W ˙Qrad=  T P 4 −T C 4  1−P P AP  1 F P C 1 AP 1−C C AC = AC  T P 4 −T C 4  1−P P 1 1−C C  AP AC  ≈0 =P AC  T P 4 −T C 4  1−PP = AP P T P 4 −T C 4 = =5,67⋅10−8 ⋅2⋅0,1⋅3384 −2604 =96,2W ˙Q =P G A− ˙Qrad  − ˙QC  =0,95⋅735⋅2−96,2−700=600 W Note : Qui non va calcolata la frazione trasmessa ma quella assorbita (pensare alle caratteristiche del pannello). Nel caso di un pannello solare reale conta di più il bilancio di energia AS I S irragg. medio tinsolaz.− A h T m T MEDIA SUP − T ∞ T MED. ARIA tinsolaz.−A P   T m 4 T MED. PANNELLO − T ∞ 4 T MED. CIELO  tinsolaz.= ˙Q richiesta dall'utenza ⋅t funzionamento= Energia poiché si potrebbe verificare una situazione dove la potenza richiesta è maggiore di quella disponibile, e serve per un periodo di tempo inferiore a quello richiesto per la produzione. In questi casi andrebbe quindi usato un qualche tipo di accumulatore. E DISPONIBILE=ERICHIESTA ˙QDISPONIBILE (-) tinsolaz. (+) = ˙QRICHIESTA (+) t funzionamento (-) Tipicamente infatti, i pannelli solari sono utilizzati…