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Costante solare

Che cos'è la costante solare?

La costante solare rappresenta l’energia che arriva sulla Terra ogni secondo per unità di superficie dal Sole.

La sua unità di misura è il W/m2.

Sappiamo che il Sole può essere considerato con buona approssimazione un corpo nero, ovvero un corpo che assorbe qualsiasi frequenza elettromagnetica e che emette uno spettro continuo centrato su una frequenza di picco:

spettro solare

Come si evince dal grafico sopra riportato la frequenza di picco o alternativamente la lunghezza d’onda di picco in cui il sole emette cade proprio nel visibile.

La costante solare rappresenta la somma di tutte le energie che il sole emette alle varie frequenza ed in particolare è descritta graficamente dall’area sottesa dalla curva presente in figura.

Dalle misure più accurate della costante solare si è ricavato un valore medio di potenza irradiata per unità di superficie pari a 1367 W/m2.

Tale valore è appunto la media della costante solare che può variare in realtà da un minimo di 1321 W/m2 a un massimo di 1412 W/m2.

L’energia che riceviamo costantemente dal Sole è per noi ed il nostro pianeta fonte di vita: pensiamo alla fotosintesi, quindi la produzione di ossigeno e di alimenti per gli animali, oltre a tutti i cicli naturali come quello dell’acqua.

Sono tutti fenomeni che traggono alimentazione proprio da questa energia di cui il nostro pianeta viene investito nella giusta misura né troppo poco né eccessivamente.

Difatti una buona parte dell’energia ricevuta dal Sole non arriva nemmeno al suolo in quanto o viene riflessa o assorbita dalle nubi.

Un’altra parte subisce fenomeni di diffusione e di scattering per via della presenza dell’atmosfera.

Esercizio

Si vogliono riscaldare 50 litri di acqua per una doccia portandoli dalla temperatura di 16°C alla temperatura di 45 °C usando energia solare.

Considerando una costante solare di 1000 W/m2 e sapendo che il pannello solare nel quale l’acqua scorre lentamente ha una superficie di 0,60 m2, quanto tempo sarà necessario per effettuare il riscaldamento?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo del tempo necessario per riscaldare l'acqua tramite un pannello solare.

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