Il sole genera radiazioni nell'intervallo di lunghezze d'onda da 0,15 a 4,0 µm, noto come spettro solare. La quantità di questa radiazione è chiamata globale solare radiazioni o talvolta note come radiazioni a onde corte. La radiazione solare globale può verificarsi quando entrambe le radiazioni solari come quella diretta e diffusa riceve dall'emisfero sul piano del piranometro. È difficile scoprire uno sviluppo ambientale sulla terra che è guidato direttamente, altrimenti indirettamente, attraverso l'energia del sole. Le misurazioni della radiazione solare globale vengono utilizzate in varie applicazioni per vari scopi. L'energia solare determina l'efficienza del pannello perché questi pannelli cambieranno l'energia dall'energia del sole a quella elettrica.
La quantità di radiazione elettromagnetica su un pannello solare può essere misurata per sapere quanta energia può utilizzare un pannello solare dal sole. Per ovviare a questo problema, viene utilizzato un piranometro per misurare la radiazione solare da tutte le direzioni.
Cos'è il piranometro?
Definizione: Un tipo di attinometro utilizzato per misurare l'irradiazione di energia solare all'interno della posizione preferita così come la densità di flusso della radiazione solare. La gamma della radiazione solare si estende tra 300 e 2800 nm.
Le unità SI di irraggiamento sono W / m² (watt / metro quadrato). Di solito, questi vengono utilizzati in campi di ricerca come il monitoraggio climatologico e meteorologico, ma l'attenzione attuale mostra interesse per i piranometri per l'energia solare in tutto il mondo.
piranometro
Questo dispositivo è stato adottato dalla WMO (World Meteorological Organization) che viene modificato rispetto agli standard della ISO 9060. Questi dispositivi sono standardizzati a seconda del WRR (World Radiometric Reference) e si prosegue attraverso WRC (World Radiation Center), Davon in Svizzera.
Progettazione / Costruzione del Piranometro
La progettazione o la costruzione del pirometro può essere eseguita utilizzando i seguenti tre componenti.
piranometro-design
Termopila
Come suggerisce il nome, utilizza un file termocoppia utilizzato per notare la dissomiglianza in temperatura tra due superfici. Questi sono caldi (etichettati come attivi) e freddi (riferimento) di conseguenza. La superficie attiva etichettata è una superficie nera di forma piatta ed è esposta all'atmosfera. La superficie di riferimento dipende dalla difficoltà del piranometro perché passa da una seconda termopila di controllo al rivestimento del piranometro stesso.
Cupola di vetro
La cupola di vetro nel pirometro limita la risposta dello spettro da 300 nm a 2800 nm da 180 gradi di vista. Protegge anche il sensore della termopila da pioggia, vento, ecc. Questa costruzione della seconda cupola offre una protezione dalle radiazioni extra tra la cupola interna e sensore rispetto a una singola cupola perché una seconda cupola ridurrà l'offset dello strumento.
Disco di occultazione
Il disco di occultazione viene utilizzato principalmente per misurare la radiazione del fascio di blocco e la radiazione diffusa dalla superficie del pannello.
Principio di funzionamento del piranometro
Il principio di funzionamento del piranometro dipende principalmente dalla differenza nella misurazione della temperatura tra due superfici come scuro e chiaro. La radiazione solare può essere assorbita dalla superficie nera sulla termopila mentre la superficie chiara la riproduce, quindi può essere assorbito meno calore.
La termopila gioca un ruolo chiave nella misurazione della differenza di temperatura. La differenza di potenziale che si forma all'interno della termopila è dovuta al gradiente di temperatura tra le due superfici. Questi sono usati per misurare la somma della radiazione solare.
Ma la tensione generata dalla termopila viene calcolata con l'aiuto di un potenziometro. L'informazione di radiazione deve essere inclusa tramite planimetria o integratore elettronico.
Tipi di piranometro
I pirometri sono classificati in due tipi come piranometro a termopila, piranometro basato su fotodiodi.
Piranometro a termopila
Questo tipo di piranometro viene utilizzato per misurare la densità di flusso della radiazione solare da un angolo di 180 °. Di solito misura da 300 nm a 2800 nm con una sensibilità spettrale ampiamente di livello. La prima generazione di questo piranometro include il sensore che funziona come parte attiva dividendo equamente i settori bianco e nero. L'irraggiamento è stato misurato dai due settori come bianco e nero all'interno della temperatura. Qui, il settore nero è esposto al sole mentre il settore bianco non è esposto al sole.
Questi piranometri sono normalmente utilizzati in climatologia, meteorologia, fisica dell'ingegneria edile, sistemi fotovoltaici e ricerca sui cambiamenti climatici.
Piranometro basato su fotodiodi
Il pirometro basato su fotodiodi è anche noto come a silicio pirometro. Viene utilizzato per rilevare il segmento dello spettro solare compreso tra 400 nm e 900 nm. Questo fotodiodo cambia le frequenze dello spettro solare in corrente ad alta velocità. Questo cambiamento sarà influenzato dalla temperatura con l'aumento della corrente, generato dall'aumento della temperatura.
Questi tipi di piranometri vengono eseguiti ovunque sia necessario misurare la quantità di irradiazione dello spettro solare evidente e può essere fatto utilizzando diodi con risposte spettrali esatte.
Questi sono usati nel cinema, nella tecnica di illuminazione e nella fotografia, a volte sono strettamente collegati ai moduli del sistema fotovoltaico.
Vantaggi e svantaggi
Il vantaggi del piranometro e gli svantaggi sono
- Il coefficiente di temperatura è estremamente ridotto
- Standardizzato agli standard ISO
- Le misurazioni del rapporto di prestazione e dell'indice di prestazione sono accurate.
- Il tempo di risposta è più lungo rispetto alla cella fotovoltaica
Lo svantaggio del piranometro è che la sua sensibilità spettrale è imperfetta, quindi non osserva lo spettro completo del sole. Quindi possono verificarsi errori nelle misurazioni.
Applicazioni del piranometro
Le applicazioni sono
- I dati sull'intensità solare possono essere misurati.
- Studi climatici e meteorologici
- Progettazione impianti fotovoltaici
- È possibile stabilire le posizioni della serra.
- Aspettando i requisiti di isolamento per le strutture degli edifici
Domande frequenti
1). Perché usare un piranometro?
Viene utilizzato per misurare l'irraggiamento solare sulla superficie di un piano
2). Qual'è la differenza tra il pireliometro e il piranometro?
Il piranometro viene utilizzato per misurare l'energia solare diffusa mentre il pireliometro viene utilizzato per misurare direttamente l'energia del sole.
3). Come viene misurata l'irraggiamento solare?
L'irraggiamento solare può essere misurato dalle lunghezze d'onda complessive dell'energia solare per ogni evento di unità di superficie nell'atmosfera più alta della terra. È calcolato perpendicolare alla luce solare ricevuta.
4). Chi ha inventato un piranometro?
È stato inventato nel 1893 dal fisico e meteorologo svedese Angstrom e Anders Knutsson.
5). Quale strumento misura la luce solare?
Il piranometro viene utilizzato per misurare la luce solare.
Quindi, si tratta di un file panoramica del piranometro che viene utilizzato per misurare la radiazione solare in base agli standard più recenti. È classificato in due tipi in base agli standard secondari ISO 9060 come prima classe altrimenti seconda classe. Fornisce un'uscita analogica o digitale ed è ampiamente utilizzato in meteorologia, energia solare e monitoraggio fotovoltaico. Ecco una domanda per te, quali sono le caratteristiche uniche di un piranometro?
