Güneş, 0.15 ila 4.0 µm dalga boyları aralığında güneş spektrumu olarak bilinen radyasyon üretir. Bu radyasyonun miktarı küresel olarak adlandırılır güneş radyasyon veya bazen kısa dalga radyasyonu olarak bilinir. Küresel güneş radyasyonu, hem doğrudan hem de dağınık gibi güneş radyasyonları piranometre düzlemindeki yarım küreden alındığında meydana gelebilir. Yeryüzünde doğrudan, aksi takdirde dolaylı olarak güneş enerjisiyle yönlendirilen bir çevresel gelişme bulmak zordur. Küresel güneş radyasyonunun ölçümleri, çeşitli amaçlarla çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Güneş enerjisi panelin verimliliğini belirler çünkü bu paneller enerjiyi güneş enerjisinden elektriğe çevirecektir.
Bir güneş panelindeki elektromanyetik radyasyon miktarı, bir güneş panelinin güneşten ne kadar güç kullanabileceğini bilmek için ölçülebilir. Bunun üstesinden gelmek için, her yönden güneş radyasyonunu ölçmek için bir piranometre kullanılır.
Piranometre nedir?
Tanım: Işık şiddetini ölçmek için kullanılan bir tür aktinometre Güneş enerjisi tercih edilen yerin yanı sıra güneş radyasyonunun akı yoğunluğu içinde. Güneş radyasyonu aralığı 300 ve 2800 nm arasında uzanır.
SI ışık şiddeti birimleri W / m²'dir (watt / metrekare). Genellikle, bunlar klimatolojik ve hava durumu izleme gibi araştırma alanlarında kullanılır, ancak mevcut ilgi dünya çapında güneş enerjisi için piranometrelere ilgi göstermektedir.
piranometre
ISO 9060 standartlarına göre değiştirilen bu cihaz WMO (Dünya Meteoroloji Örgütü) benimsendi. Bu cihazlar WRR (Dünya Radyometrik Referans) 'a göre standardize edilmiş ve WRC (Dünya Radyasyon Merkezi), Davon İsviçre.
Piranometre Tasarımı / Yapısı
Pirometre tasarımı veya yapısı aşağıdaki üç bileşen kullanılarak yapılabilir.
piranometre tasarımı
Termopil
Adından da anlaşılacağı gibi, bir termokupl farklılığı fark etmek için kullanılır sıcaklık iki yüzey arasında. Bunlar sıcak (aktif olarak etiketlenmiş) ve buna göre soğuk (referans). Etiketli aktif yüzey, düz şekilli siyah bir yüzeydir ve atmosfere maruz kalır. Referans yüzey piranometrenin zorluğuna bağlıdır çünkü ikinci bir kontrol termopilinden piranometrenin kaplamasına değişir.
Cam kubbe
Pirometre içindeki cam kubbe, spektral tepkiyi 180 derece görüş açısından 300 nm'den 2800 nm'ye sınırlar. Ayrıca termopil sensörünü yağmur, rüzgâr vb. Gibi şeylerden korur. İkinci kubbenin bu yapısı, iç kubbe arasında ekstra radyasyon koruması sağlar sensör tek bir kubbe ile karşılaştırıldığında, ikinci bir kubbe enstrüman ofsetini azaltacaktır.
Örtülme Diski
Okültasyon diski esas olarak, panel yüzeyinden bloke edici ışın ve difüzör radyasyonun radyasyonunu ölçmek için kullanılır.
Piranometre Çalışma Prensibi
Piranometrenin çalışma prensibi, esas olarak karanlık ve şeffaf gibi iki yüzey arasındaki sıcaklık ölçümü farkına bağlıdır. Güneş radyasyonu termopil üzerindeki siyah yüzey tarafından absorbe edilebilirken, berrak yüzey onu yeniden üretir, böylece daha az ısı absorbe edilebilir.
Termopil, sıcaklık farkının ölçülmesinde önemli bir rol oynar. Termopilde oluşan potansiyel fark, iki yüzey arasındaki sıcaklık değişiminden kaynaklanmaktadır. Bunlar, güneş radyasyonunun toplamını ölçmek için kullanılır.
Ancak termopilden üretilen voltaj bir potansiyometre yardımıyla hesaplanır. Radyasyon bilgisi, planimetri veya bir elektronik entegratör aracılığıyla dahil edilmelidir.
Piranometre Türleri
Pirometreler, termopil piranometre, fotodiyot bazlı piranometre gibi iki tipte sınıflandırılır.
Termopil Piranometre
Bu tip piranometre, 180 ° 'lik bir açıdan güneş radyasyonunun akı yoğunluğunu ölçmek için kullanılır. Genellikle, büyük ölçüde spektral hassasiyet seviyesinde 300nm ila 2800 nm arasında ölçüm yapar. Bu piranometrenin ilk nesli, siyah beyaz sektörleri eşit şekilde bölerek aktif bir parça olarak çalışan sensörü içerir. Işınlama, sıcaklık dahilinde beyaz ve siyah gibi iki sektörden ölçüldü. Burada siyah bölüm güneşe maruz kalırken beyaz bölüm güneşe maruz kalmamaktadır.
Bu piranometreler normalde klimatoloji, meteoroloji, bina mühendisliği fiziği, fotovoltaik sistemler ve iklim değişikliği araştırmalarında kullanılır.
Fotodiyot tabanlı Piranometre
Fotodiyot bazlı pirometre, aynı zamanda silikon pirometre. Bu, güneş spektrumunun 400 nm ve 900 nm arasındaki segmentini tespit etmek için kullanılır. Bu fotodiyot Güneş spektrumunun frekanslarını yüksek hızdaki akıma değiştirir. Bu değişiklik, sıcaklık artışının oluşturduğu akımdaki artışla birlikte sıcaklıktan etkilenecektir.
Bu tip piranometreler, gözle görülür güneş spektrumunun ışınlama miktarının ölçülmesi gereken her yerde çalıştırılır ve tam spektral tepkilere sahip diyotlar kullanılarak yapılabilir.
Bunlar sinemada, aydınlatma tekniğinde ve fotoğrafta kullanılırlar, bazen bunlar fotovoltaik sistem modülleriyle yakından bağlantılıdır.
Avantajlar ve dezavantajlar
piranometre avantajları ve dezavantajları
- Sıcaklık katsayısı son derece küçüktür
- ISO standartlarına göre standardize edilmiştir
- Performans rasyon ve performans endeksi ölçümleri doğrudur.
- Tepki süresi, PV hücresine kıyasla daha uzundur
Piranometrenin dezavantajı, spektral duyarlılığının mükemmel olmaması, dolayısıyla güneşin tüm spektrumunu gözlemlememesidir. Böylece ölçümlerde hatalar meydana gelebilir.
Piranometre Uygulamaları
Uygulamalar
- Güneş yoğunluğu verileri ölçülebilir.
- Klimatolojik ve Meteorolojik çalışmalar
- PV sistemleri tasarımı
- Seranın yerleri oluşturulabilir.
- Bina yapıları için yalıtım gereksinimlerini beklemek
SSS
1). Neden bir piranometre kullanmalı?
Bir düzlemin yüzeyindeki güneş ışınımını ölçmek için kullanılır.
2). Pyrheliometer ve pyranometer arasındaki fark nedir?
Piranometre, dağınık güneş enerjisini ölçmek için kullanılırken, Pirheliometre doğrudan güneşin enerjisini ölçmek için kullanılır.
3). Güneş ışınımı nasıl ölçülür?
Güneş ışınımı, dünyadaki daha yüksek atmosferdeki her birim alan olayı için güneş enerjisinin genel dalga boylarından ölçülebilir. Alınan güneş ışığına dik olarak hesaplanır.
4). Bir piranometreyi kim icat etti?
1893 yılında fizikçi ve İsveçli meteorolog Angstrom & Anders Knutsson tarafından icat edildi.
5). Güneş ışığını hangi cihaz ölçer?
Piranometre, güneş ışığını ölçmek için kullanılır.
Dolayısıyla, bu tamamen bir piranometreye genel bakış En son standartlara göre güneş radyasyonunu ölçmek için kullanılır. ISO 9060 ikincil standartlarına göre birinci sınıf, aksi halde ikinci sınıf gibi iki türe ayrılır. Analog veya dijital çıktı verir ve meteoroloji, güneş enerjisi ve PV izlemede yaygın olarak kullanılır. İşte size bir soru, bir piranometrenin benzersiz özellikleri nelerdir?
