Tutorial técnico · GUEMISA
Magnitudes da radiación solar
| Magnitude | Definición | Como se mide? |
|---|---|---|
| Radiación directa | Procede directamente do disco solar. | Con sistemas para rastrexar o movemento do Sol |
| Radiación difusa | Procede de reflexións na atmosfera | Con sistemas de sombreado de discos solares |
| Radiación reflectida | Radiación reflectida pola contorna da superficie receptora que incide sobre unha superficie inclinada; o seu valor medio é o 20 % da radiación global sobre unha superficie horizontal. | Non se adoita medir |
| Radiación global | Suma da radiación directa, difusa e reflectida recibida por unidade de área | Normalmente mídese sobre unha superficie horizontal; ás veces na disposición dos paneis |
O 95 % da radiación solar extraterrestre está entre 0,2 e 3 μm. A radiación terrestre é de onda longa: a 300 K, o 99,99 % da súa enerxía ten unha lonxitude de onda superior a 3 μm.
Unidades e espectro
| Magnitude | Unidade recomendada |
|---|---|
| Irradiancia (potencia) | vatios por metro cadrado (W m -2 ) |
| Exposición radiante (enerxía) | joules por metro cadrado (J m -2 ) |
| Irradiancia espectral | W m -2 nm -1 |
| Exposición radiante espectral | J m -2 nm -1 |
| Banda | Intervalo |
|---|---|
| Luz visible (99 % da radiación visible) | 400 nm a 730 nm |
| UVA | 315 a 400 nm |
| UV-B | 280 a 315 nm |
| UV-C | 100 a 280 nm |
| Radiación solar extraterrestre de onda curta (97%) | 0,29 μm a 3,00 μm |
Exactitude, precisión e período de integración
A precisión expresa a incerteza na concordancia entre o valor medido e o valor real. A precisión do instrumento vén determinada por:
- Resolución: a variación máis pequena da radiación que pode detectar.
- Variacións na sensibilidade debidas a alteracións nas variables ambientais.
- A non linealidade da resposta.
- A desviación da resposta espectral con respecto á postulada.
- A desviación da resposta direccional (coseno e azimutal).
Recoméndase rexistrar datos cunha frecuencia unha orde de magnitude superior á requirida: datos horarios se se requiren datos diarios e datos por minuto se se requiren datos horarios.
Pirheliómetros e radiación directa
O pirheliómetro mide a radiación solar directa coa súa superficie receptora orientada perpendicular aos raios incidentes. Inclúe un obturador para medir só a radiación do Sol e unha rexión moi próxima do ceo en forma de anel. Nos instrumentos modernos, isto cobre un medio ángulo de aproximadamente 2,5°; nos instrumentos máis antigos, era duns 8°.
| Rapaz | Características |
|---|---|
| Patrón primario (absoluto) | Define a escala de irradiancia total sen recorrer a fontes de referencia; receptores de cavidade calibrados electricamente e medidores de fluxo de calor diferencial |
| Patrón secundario | Compensación de Ångström e disco de prata; calíbranse por comparación cun estándar primario. |
| Primeira e segunda clase | Detectores de termopila; rexistro continuo; precisión anual superior ao un por cento (primeira clase) e ao dous por cento (segunda clase); tempo de resposta máximo de dez segundos (primeira clase) e trinta segundos (segunda clase) |
A medición da radiación directa require unha orientación perpendicular aos raios solares, o que se consegue cos seguidores solares. Ao elixir un seguidor, os factores a ter en conta inclúen a precisión do seguimento, a precisión do reloxo, a capacidade de peso e os dispositivos compatibles.
Piranómetros: radiación global e difusa
O piranómetro mide a radiación solar desde un ángulo de 2π estereorradiáns sobre unha superficie plana, dentro dun rango espectral de 0,3 a 3,0 μm. Móntase en posición invertida para medir a radiación reflectida global. Para a radiación difusa, o compoñente directo cóbrese cunha pantalla ou banda de sombra.
| Característica | Patrón secundario | Primeira clase | Segunda clase |
|---|---|---|---|
| Resolución (variación mínima detectable en W m -2 ) | ± 1 | ± 5 | ± 10 |
| Estabilidade (% da escala total, variación/ano) | ± 1 | ± 2 | ± 5 |
| Resposta do coseno (% de desviación para unha altitude solar de 10º) | <± 3 | <± 7 | <± 15 |
| Resposta azimutal (% de desviación para unha altitude solar de 10º) | <± 3 | <± 5 | <± 10 |
| Resposta á temperatura (erro máximo %) | ± 1 | ± 2 | ± 5 |
| Non linealidade (% da escala completa) | ± 0,5 | ± 2 | ± 5 |
| Sensibilidade espectral (% de desviación, de 0,3 a 3 μm) | ± 2 | ± 5 | ± 10 |
| Tempo de resposta (taxa de resposta do 99 %) | <25 segundos | <1 minuto | <4 minutos |
Horas de luz solar, espectro e adquisición de datos
As horas de sol rexístranse co heliógrafo Campbell Stokes: unha bóla de vidro sólido duns 96 mm de diámetro e unha tapa metálica concéntrica na que se insire cada día unha tira de cartón con divisións horarias; o sol queima as pegadas segundo a intensidade dos seus raios.
A distribución espectral mídese mediante espectrorradiómetros. Os sinais dos sensores almacénanse nun rexistrador de datos conectado a un PC mediante cable serie, rede telefónica (módem) ou internet se o equipo permite un enderezo IP.
Preguntas frecuentes
Que é a radiación solar global?
Radiación solar recibida por unidade de superficie: suma das compoñentes directa, difusa e reflectida.
Que instrumento se emprega para medir a radiación directa?
Cun pirheliómetro montado nun seguidor solar.
Que mide un piranómetro?
Radiación solar desde un ángulo de 2π estereorradiáns sobre unha superficie plana, no rango de 0,3 a 3,0 μm.
Que unidade se recomenda para a irradiancia?
Vatios por metro cadrado (W m-2); para a exposición radiante, joules por metro cadrado (J m-2).
Como se mide a radiación difusa?
Con dispositivos de sombreamento: bandas de sombra ou seguidores solares con sombreamento puntual do Sol.
Que frecuencia de gravación se recomenda?
Unha orde de magnitude maior do requirido: datos horarios para as necesidades diarias e datos por minutos para as necesidades horarias.
Relacionado
- Sensores meteorolóxicos
- Radiación solar – Luz
- Escala de vento de Beaufort
- Rexistrador de datos
- Inclinómetros TST-1x e YCA360 para enerxía solar e eólica
- Toda a información técnica sobre GUEMISA
A continuación, o documento PDF orixinal está dispoñible para a súa visualización ou descarga.