Устройство, используемое для измерения солнечной радиации

Устройство, используемое для измерения солнечной радиации

Устройство, обычно используемое для измерения солнечной радиации, называется пиранометром . Пиранометры специально разработаны для измерения общей солнечной радиации, получаемой со всего полушария над прибором. Они количественно определяют количество солнечной энергии, достигающей определенной поверхности на единицу площади (обычно выражается в ваттах на квадратный метр, или Вт/м²).

Пиранометры обычно состоят из термобатарейного датчика, закрытого стеклянным куполом. Датчик поглощает солнечное излучение и преобразует его в электрическое напряжение. Затем это напряжение измеряется и преобразуется в значение солнечной освещенности. Пиранометры чувствительны ко всему спектру солнечного излучения, включая как прямые, так и рассеянные компоненты.

Существуют различные типы пиранометров , в том числе:

1. Термобатарейные пиранометры: Эти пиранометры используют термобатарейный датчик, который генерирует небольшое напряжение, пропорциональное падающему солнечному излучению. Они широко используются и обеспечивают надежные измерения.

2. Пиранометры с кремниевыми ячейками: эти пиранометры используют кремниевый фотодиод в качестве чувствительного элемента. Они относительно недороги и обеспечивают точные измерения для большинства приложений.

3. Пиранометры второго класса: Эти пиранометры менее точны, чем пиранометры первого класса, но все еще обеспечивают приемлемую точность для многих приложений. Они часто используются на метеостанциях или для общих целей мониторинга.

4. Пиранометры первого класса: эти пиранометры отличаются высокой точностью и обычно используются для исследований, метеорологических измерений и научных исследований.

Стоит отметить, что пиранометры необходимо правильно калибровать и обслуживать, чтобы гарантировать точность измерений в течение долгого времени. 

Сценарии применения пиранометров

Пиранометры имеют различные применения в области метеорологии, климатических исследований, солнечной энергетики, сельского хозяйства и мониторинга окружающей среды. Вот несколько примеров использования пиранометров:

1. Солнечная энергия: пиранометры часто используются для измерения солнечного излучения для проектирования фотоэлектрических (PV) систем, анализа производительности и оптимизации. Измеряя количество солнечного света и солнечной радиации, достигающих определенного места, инженеры могут определить оптимальное размещение и ориентацию солнечных панелей, оценить количество энергии, которое может быть произведено, и контролировать производительность системы.

2. Климатические исследования: Пиранометры используются для изучения энергетического бюджета Земли, который представляет собой баланс между входящим солнечным излучением и исходящим тепловым излучением. Ученые используют измерения пиранометра для оценки количества солнечной энергии, поглощаемой поверхностью Земли, и роли облаков и аэрозолей в изменении количества солнечного излучения, достигающего поверхности.

3. Сельское хозяйство: Фермеры и агрономы используют пиранометры для измерения количества солнечной радиации, получаемой культурами, что влияет на их рост, развитие и урожайность. Контролируя солнечную радиацию, фермеры могут оптимизировать методы управления культурами, такие как время посадки, орошение и удобрение.

4. Прогнозирование погоды: Пиранометры используются на метеостанциях для измерения количества солнечной радиации и расчета скорости эвапотранспирации. Эти данные используются для прогнозирования погодных условий, условий засухи и потенциального теплового стресса для растений и животных.

5. Мониторинг окружающей среды: Пиранометры используются для мониторинга изменений уровня солнечной радиации из-за урбанизации, вырубки лесов или изменений в землепользовании. Отслеживая изменения солнечной радиации с течением времени, исследователи могут оценить влияние этих изменений на здоровье экосистемы и биоразнообразие.

В целом пиранометры — это универсальные приборы, которые играют важную роль во многих областях, помогая оптимизировать производство энергии, улучшать прогнозирование погоды и отслеживать изменения окружающей среды.

Замечания по установке пиранометров

При установке пиранометров есть несколько важных соображений для обеспечения точности и надежности измерений. Вот несколько ключевых моментов, которые следует иметь в виду:

1. Место установки: выберите место установки, которое представляет интересующую область и свободно от препятствий, которые могут отбрасывать тени на пиранометр. Идеальное место — ровная горизонтальная поверхность, вдали от высоких зданий, деревьев или других объектов, которые могут блокировать или отражать солнечный свет.

2. Выравнивание: Убедитесь, что пиранометр установлен на ровной поверхности с помощью спиртового уровня. Это помогает поддерживать точность измерения солнечной радиации.

3. Ориентация: Расположите пиранометр так, чтобы он был направлен прямо вверх, перпендикулярно земле. Это позволяет ему измерять полное полусферическое солнечное излучение. Некоторые пиранометры имеют встроенные механизмы выравнивания или регулируемые монтажные кронштейны для правильной ориентации.

4. Затенение: Не допускайте прямого воздействия прямых солнечных лучей на датчик пиранометра. Рассмотрите возможность установки радиационного экрана или устройства затенения, чтобы минимизировать тепловой нагрев и уменьшить воздействие прямых солнечных лучей на датчик. Это помогает предотвратить ошибочные показания из-за самонагрева пиранометра.

5. Техническое обслуживание: Регулярно проверяйте пиранометр на наличие грязи, пыли или мусора, которые могут скапливаться на датчике или стеклянном куполе. Очищайте датчик и купол в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы обеспечить точность измерений. Также периодически проверяйте и калибруйте пиранометр по эталонному стандарту, чтобы поддерживать точность измерений.

6. Проводка и регистрация данных: Правильно подключите пиранометр к подходящей системе регистрации данных или приборам, следуя инструкциям производителя. Убедитесь, что кабели надлежащим образом экранированы, чтобы минимизировать помехи и ухудшение сигнала.

7. Калибровка: Периодически калибруйте пиранометр по прослеживаемому эталонному стандарту, чтобы проверить его точность. Это гарантирует, что измерения остаются надежными с течением времени. Ознакомьтесь с рекомендациями производителя по рекомендуемым интервалам калибровки.

Технические характеристики датчика солнечной радиации пиранометра

NBL-W-HPRS-Датчик-солнечного-излучения-Руководство-по-эксплуатации-V3.0.pdf

NBL-W-SRS-Solar-radiation-sensor-instruction-manual-V4.0.pdf