Precisione
Il Sole ha un raggio di 700.000 km, e la distanza media fra la Terra e il Sole è di 149.000.000 km. La Terra ha un raggio medio notevolmente più piccolo, appena 6.370 km. Non è difficile calcolare che l’angolo con il quale vediamo il Sole dalla Terra è arctan(700/149.000) = ± 0,27°. Infatti il Sole visto dalla Terra non è un punto, bensì un disco.
Viene spontaneo domandarsi se ha senso una precisione di inseguimento migliore di ±0.27°. La risposta è SI e NO, dipende dal tipo di “ricevitore” solare. Qualora si tratti di un ricevitore piano, come pannelli fotovoltaici, o pannelli solari termici per il riscaldamento dell’acqua, non è necessaria una precisione elevata, infatti con una precisone di ±5°, l’energia persa per orientamento non ottimale è meno di 1-cos(5)= 0,4 %.
La situazione è molto diversa quando si tratta di concentratori solari a specchi, in quanto un errore superiore a 0,27° porta il fuoco della parabola al di fuori dell’assorbitore, causando un decadimento totale delle prestazioni.
Immaginando di guardare la Terra dal Sole invece, possiamo vederla all’interno di un cono che ha larghezza assoluta = 2*arctg(6.370/149.00.0000)=0,005 °, cioè è praticamente un puntino (e non un disco). In una visione su grandi dimensioni i raggi luminosi uscenti dal Sole non sono paralleli, bensì radiali rispetto alla sfera solare, ma la Terra è vista dal sole entro un cono talmente stretto che possiamo considerare i raggi solari incidenti sulla Terra paralleli l’un l’altro. Perciò ha senso parlare di precisione di puntamento minore di 0,27° perchè esiste sempre un angolo “errore” fra la normale al ricevitore solare e i raggi solari.
Velocità angolari in gioco
Il Sole si muove rispetto alla Terra con una velocità di 360°/24h, cioè 15°/h, ovvero 0,25°/min.
Se immaginassimo di utilizzare un inseguitore con una precisione di 0,25°, il motore si dovrebbe avviare una volta al minuto, e stare acceso fino a spostare il “ricevitore” solare di 0,25°, il che è verosimile credere possa avvenire in qualche secondo. Un tale uso del motore, con avviamenti ripetuti, e funzionamento praticamente sempre in fase di transitorio di avviamento, non giova alla vita del motore e del relè che lo comanda. Perciò se vogliamo utilizzare una precisione elevata, per prima cosa abbiamo bisogno di una struttura meccanica solida, e un riduttore per il motore elettrico con un rapporto di riduzione sufficientemente alto.