Fino al 2008, la taratura veniva effettuata utilizzando un piranometro termopila come strumento di riferimento, poiché rappresentava all’epoca l’unica soluzione disponibile e affidabile. In quel periodo, i nostri sensori fotovoltaici (PV) primari venivano tarati per confronto con un piranometro a termopila di classe Secondary Standard (ora classe A), riconosciuto per l’elevata accuratezza di misura. Test comparativi estesi in campo hanno tuttavia evidenziato alcune limitazioni associate a questo approccio. In particolare, le tarature eseguite durante giornate molto calde o in ore successive al mezzogiorno risultavano affette da discrepanze sistematiche. In tali condizioni, la componente infrarossa (IR) della radiazione solare aumenta in modo significativo: i piranometri a termopila rispondono a questo contributo IR, mentre le celle di riferimento fotovoltaiche non lo rilevano, per via del loro principio di funzionamento. Di conseguenza, l’utilizzo di strumenti a termopila come riferimento per la taratura di sensori PV può introdurre errori sistematici nei valori d’irradianza derivati.
Dal 2009, la pubblicazione e la successiva evoluzione della serie di norme IEC 60904 hanno fornito un nuovo quadro normativo di riferimento per la progettazione, la caratterizzazione e la taratura di sensori di irradianza fotovoltaici. In particolare, la norma IEC 60904-2 definisce procedure di taratura tracciabili per i dispositivi di riferimento PV, tenendo esplicitamente conto della loro risposta spettrale, della dipendenza dalla temperatura e delle condizioni operative. L’introduzione di questi standard ha chiarito la metodologia di taratura più appropriata per i sensori di irradianza basati su tecnologia fotovoltaica e ha affrontato le limitazioni intrinseche delle precedenti procedure basate su riferimenti a termopila.
Perciò, in determinate condizioni, monitorare e analizzare le prestazioni di un impianto PV con un sensore a termopila può risultare meno accurato rispetto all’impiego di una cella di riferimento fotovoltaica tarata. Il mercato richiede oggi una maggiore precisione nella stima e nel controllo della produzione di impianti con potenze che vanno da centinaia a migliaia di kilowatt. Un errore tipico dovuto alla frazione IR, non rilevabile dalle celle PV e spesso dell’ordine del 4%, non è più tollerabile.
La procedura di taratura segue i requisiti posti dalla norma IEC 60904-2, Edizione 4.0 (2023), la versione più recente e aggiornata dello standard internazionale per la taratura dei dispositivi di riferimento fotovoltaici (PV).
Questa edizione introduce aggiornamenti rilevanti, tra cui procedure estese per la taratura al punto di massima potenza (MPP), requisiti rivisti per le misure di risposta spettrale e del coefficiente di temperatura, specifiche migliorate per le resistenze di shunt integrate e regole esplicite per la tracciabilità della taratura.
La taratura viene eseguita per confronto, come definito dalla norma IEC 60904-2, con un campione di riferimento primario tarato presso l’istituto ISH, accreditato DakkS, mediante una procedura che garantisce un’incertezza totale pari all’1,0%.
La taratura dei nostri piranometri a termopila viene effettuata in conformità alla norma ISO 9847.
La taratura viene eseguita mediante confronto affiancato (side-by-side) con uno strumento di riferimento. Allo scopo impieghiamo due piranometri di classe A, a seconda che l’uscita dei piranometri oggetto di taratura sia analogica o digitale, da produttori di riconosciuta affidabilità, tarati dal costruttore e tracciabili al piranometro di riferimento primario del World Radiometric Centre (WRC).
Il processo di taratura viene svolto sotto luce solare naturale, sia all’aperto in condizioni meteorologiche idonee, sia tramite esposizione controllata in laboratorio. Il segnale di uscita del piranometro primario viene acquisito da un data logger con risoluzione a 14 bit, che applica anche la compensazione in temperatura. I piranometri oggetto di taratura sono collegati ai canali rimanenti del data logger. Anziché utilizzare soltanto due punti, vengono acquisiti almeno 315 coppie di misure. Il fattore di taratura viene quindi determinato mediante la procedura matematica descritta nella ISO 9847. Infine, i valori di irradianza vengono ricalcolati utilizzando il nuovo fattore di taratura, ottenendo così la sensibilità aggiornata dello strumento.
L’approccio di taratura adottato è pienamente coerente con i principi e le raccomandazioni della ISO 9847 per la taratura dei piranometri in esterno. In particolare, l’impiego di uno strumento di riferimento caratterizzato da maggiore accuratezza e con tracciabilità documentata, la geometria di montaggio affiancata e l’acquisizione dei dati quasi simultanea garantiscono il rispetto dei requisiti della norma per la minimizzazione degli errori sistematici. Inoltre, le misure di taratura vengono effettuate in condizioni ambientali stabili e su intervalli temporali sufficientemente lunghi, come prescritto dalla ISO 9847, tenendo conto dell’angolo di incidenza e degli effetti della temperatura sull’incertezza di misura. I valori di sensibilità ottenuti sono pertanto validi per le condizioni di taratura e forniscono una base affidabile per le successive misure di irradianza in esercizio.
