O que é piranômetro: construção, tipos e aplicações

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O sol gera radiação na faixa de comprimentos de onda de 0,15 a 4,0 µm, conhecida como espectro solar. A quantidade dessa radiação é chamada de global solar radiação ou às vezes conhecida como radiação de ondas curtas. A radiação solar global pode ocorrer quando ambas as radiações solares como direta e difusa recebem do hemisfério no plano do piranômetro. É difícil descobrir um desenvolvimento ambiental na Terra que seja impulsionado diretamente de outra forma, indiretamente, pela energia do sol. As medições da radiação solar global são usadas em várias aplicações para diversos fins. A energia solar determina a eficiência do painel porque esses painéis vão mudar a energia do sol para elétrica.

A quantidade de radiação eletromagnética em um painel solar pode ser medida para saber quanta energia um painel solar pode usar do sol. Para superar isso, um piranômetro é usado para medir a radiação solar de todas as direções.




O que é piranômetro?

Definição: Um tipo de actinômetro usado para medir a irradiância de energia solar dentro do local preferido, bem como densidade de fluxo de radiação solar. O alcance da radiação solar se estende entre 300 e 2800 nm.

As unidades SI de irradiância são W / m² (watts / metro quadrado). Normalmente, eles são usados ​​em campos de pesquisas como monitoramento climatológico e meteorológico, mas a atenção atual está mostrando interesse em piranômetros para energia solar em todo o mundo.



Piranômetro

piranômetro

A WMO (Organização Meteorológica Mundial) adotou este dispositivo que é alterado em relação aos padrões da ISO 9060. Esses dispositivos são padronizados dependendo do WRR (World Radiometric Reference) e é continuado através do WRC (World Radiation Center), Davon em Suíça.

Projeto / construção do piranômetro

O projeto ou construção do pirômetro pode ser feito usando os três componentes a seguir.


Piranômetro-Design

projeto de piranômetro

Termopilha

Como o nome indica, ele usa um par termoelétrico costumava notar diferenças em temperatura entre duas superfícies. Estes são quentes (rotulados como ativos) e frios (referência) de acordo. A superfície ativa rotulada é uma superfície preta em forma plana e está exposta à atmosfera. A superfície de referência depende da dificuldade do piranômetro porque muda de uma segunda termopilha de controle para a cobertura do próprio piranômetro.

Cúpula de vidro

A cúpula de vidro no pirômetro limita a resposta do espectro de 300 nm a 2800 nm de 180 graus de visão. Ele também protege o sensor de termopilha de chuva, vento, etc. Esta construção do segundo domo oferece proteção extra de radiação entre o domo interno e sensor em comparação com uma única cúpula porque uma segunda cúpula reduzirá o deslocamento do instrumento.

Disco de Ocultação

O disco de ocultação é usado principalmente para medir a radiação do feixe de bloqueio e a radiação difusa da superfície do painel.

Princípio de funcionamento do piranômetro

O princípio de funcionamento do piranômetro depende principalmente da diferença na medição da temperatura entre duas superfícies como escuro e claro. A radiação solar pode ser absorvida pela superfície preta da termopilha, enquanto a superfície transparente a reproduz, portanto, menos calor pode ser absorvido.

A termopilha desempenha um papel fundamental na medição da diferença de temperatura. A diferença de potencial formada dentro da termopilha se deve ao gradiente de temperatura entre as duas superfícies. Eles são usados ​​para medir a soma da radiação solar.

Porém, a voltagem que é gerada a partir da termopilha é calculada com a ajuda de um potenciômetro. A informação da radiação deve ser incluída por planimetria ou integrador eletrônico.

Tipos de piranômetro

Os pirômetros são classificados em dois tipos, como piranômetro de termopilha, piranômetro baseado em fotodiodo.

Piranômetro termopilha

Este tipo de piranômetro é usado para medir a densidade de fluxo da radiação solar a partir de um ângulo de 180 °. Normalmente, ele mede 300 nm a 2800 nm com um nível de sensibilidade espectral amplamente. A primeira geração deste piranômetro inclui o sensor que funciona como uma parte ativa, dividindo os setores preto e branco igualmente. A irradiação foi medida a partir dos dois setores como branco e preto dentro da temperatura. Aqui, o setor preto está exposto ao sol, enquanto o setor branco não está exposto ao sol.

Esses piranômetros são normalmente usados ​​em climatologia, meteorologia, física de engenharia de edifícios, sistemas fotovoltaicos e pesquisa de mudanças climáticas.

Piranômetro baseado em fotodiodo

Pirômetro baseado em fotodiodo também é conhecido como um silício pirômetro. Isso é usado para detectar o segmento do espectro solar entre 400 nm e 900 nm. Esta foto-diodo muda as frequências do espectro solar para corrente em alta velocidade. Essa mudança será influenciada pela temperatura com o aumento da corrente, gerado pelo aumento da temperatura.

Esses tipos de piranômetros são executados sempre que a quantidade de irradiação do espectro solar perceptível precisa ser medida e isso pode ser feito usando diodos com respostas espectrais exatas.

Estes são usados ​​em cinema, técnica de iluminação e fotografia, às vezes, estão intimamente ligados a módulos do sistema fotovoltaico.

Vantagens e desvantagens

O vantagens do piranômetro e as desvantagens são

  • O coeficiente de temperatura é extremamente pequeno
  • Padronizado para os padrões ISO
  • As medições da relação de desempenho e índice de desempenho são precisas.
  • O tempo de resposta é mais longo em comparação com a célula PV

A desvantagem do piranômetro é que sua sensibilidade espectral é imperfeita, por isso não observa o espectro completo do sol. Portanto, podem ocorrer erros nas medições.

Aplicativos de piranômetro

Os aplicativos são

  • Os dados de intensidade solar podem ser medidos.
  • Estudos Climatológicos e Meteorológicos
  • Projeto de sistemas fotovoltaicos
  • Os locais da estufa podem ser estabelecidos.
  • Esperando os requisitos de isolamento para estruturas de construção

FAQs

1). Por que usar um piranômetro?

É usado para medir a irradiância solar sobre a superfície de um plano

2). Qual é a diferença entre o pireliômetro e o piranômetro?

O piranômetro é usado para medir a energia solar difusa, enquanto o pireliômetro é usado para medir a energia solar diretamente.

3). Como a irradiância solar é medida?

A irradiância solar pode ser medida a partir dos comprimentos de onda gerais da energia solar para cada evento de área de unidade na atmosfera superior da Terra. É calculado perpendicularmente à luz solar recebida.

4). Quem inventou um piranômetro?

Foi inventado no ano de 1893 pelo físico e meteorologista sueco, nomeadamente Angstrom & Anders Knutsson.

5). Qual instrumento mede a luz solar?

O piranômetro é usado para medir a luz solar.

Portanto, trata-se de um visão geral do piranômetro que é usado para medir a radiação solar com base nos padrões mais recentes. É classificado em dois tipos com base nos padrões secundários ISO 9060, como primeira classe, caso contrário, segunda classe. Oferece saída analógica ou digital e é amplamente utilizado em meteorologia, energia solar e monitoramento fotovoltaico. Aqui está uma pergunta para você, quais são as características únicas de um piranômetro?