השמש מייצרת קרינה בטווח אורכי הגל שבין 0.15 ל -4.0 מיקרומטר המכונה ספקטרום השמש. כמות הקרינה הזו נקראת גלובלית סוֹלָרִי קרינה או המכונה לפעמים קרינת גל קצר. קרינת השמש העולמית יכולה להתרחש כאשר הן קרינות השמש כמו ישירות ומפוזרות מתקבלות מחצי הכדור במישור של הפירנומטר. קשה לגלות התפתחות סביבתית על פני כדור הארץ המונעת באופן ישיר אחרת בעקיפין באמצעות אנרגיית השמש. המדידות של קרינת השמש העולמית משמשות ביישומים שונים למטרות שונות. אנרגיית השמש קובעת את יעילות הפאנל מכיוון שפאנלים אלה ישנו את האנרגיה מאנרגיית השמש לחשמלית.
ניתן למדוד את כמות הקרינה האלקטרומגנטית בפאנל סולארי כדי לדעת בכמה כוח פנל סולארי יכול להשתמש מהשמש. כדי להתגבר על זה, משתמשים בפירנומטר למדידת קרינת השמש מכל הכיוונים.
מהו פירנומטר?
הַגדָרָה: סוג של אקטינומטר המשמש למדידת קרינה של אנרגיה סולארית במיקום המועדף כמו גם בצפיפות השטף של קרינת השמש. טווח קרינת השמש משתרע בין 300 ל -2800 ננומטר.
יחידות ה- SI של קרינה הן W / מ'ר (וואט / מ'ר). בדרך כלל, אלה משמשים בתחומי מחקרים כמו ניטור אקלים ומזג אוויר, אך תשומת הלב הנוכחית מראה עניין בפירנומטרים לאנרגיה סולארית ברחבי העולם.
פירנומטר
ה- WMO (הארגון המטאורולוגי העולמי) אימץ מכשיר זה המשתנה ביחס לתקנים של ISO 9060. התקנים אלה הם סטנדרטיים בהתאם ל- WRR (World Radiometric Reference) והוא נמשך דרך WRC (World Radiation Center), דאבון ב שוויץ.
תכנון / בנייה של פירנומטר
ניתן לבצע את תכנון או הקמת הפירומטר באמצעות שלושת המרכיבים הבאים.
פירנומטר-עיצוב
תרמופיל
כפי שהשם מרמז, הוא משתמש ב- צמד תרמי נהג להבחין בשונות ב טֶמפֶּרָטוּרָה בין שני משטחים. אלה חמים (שכותרתם פעילים) וקרים (התייחסות) בהתאם. המשטח הפעיל המסומן הוא משטח שחור בצורה שטוחה והוא חשוף לאטמוספרה. משטח הייחוס תלוי בקושי של הפירנומטר מכיוון שהוא משתנה מצינור בקרה שני לכיסוי הפירנומטר עצמו.
כיפת זכוכית
כיפת זכוכית בפירומטר מגבילה את תגובת הספקטרום מ 300 ננומטר ל 2800 ננומטר מ 180 מעלות ראייה. הוא גם מגן על חיישן התרמופיל מפני גשם, רוח וכו '. בנייה זו של הכיפה השנייה מעניקה הגנה נוספת מפני קרינה בין הכיפה הפנימית. חיישן לעומת כיפה אחת מכיוון שכיפה שנייה תפחית את קיזוז המכשיר.
דיסק הכיבוש
דיסק הנסתר משמש בעיקר למדידת הקרינה של קרן חוסמת וקרינה מפוזרת ממשטח הפאנל.
עקרון עבודה של פירנומטר
עקרון העבודה של הפירנומטר תלוי בעיקר בהבדל במדידת הטמפרטורה בין שני משטחים כמו כהה וברור. קרינת השמש יכולה להיספג על ידי המשטח השחור על תרמיל השטח ואילו המשטח הצלול משחזר אותו, כך שפחות חום יכול להיספג.
תרמופיל ממלא תפקיד מפתח במדידת ההבדל בטמפרטורה. ההבדל הפוטנציאלי שנוצר בתוך תרמיל התרופה נובע מדרגת הטמפרטורה בין שני המשטחים. אלה משמשים למדידת סכום קרינת השמש.
אבל המתח שנוצר מהקיר התרמי מחושב בעזרת פוטנציומטר. את המידע על הקרינה צריך לכלול באמצעות פלנימטריה או אינטגרטור אלקטרוני.
סוגי פירנומטר
פירומטרים מסווגים לשני סוגים כמו פירנומטר תרמופיל, פירנומטר מבוסס פוטודיודה.
פירנומטר תרמפיל
סוג זה של פירנומטר משמש למדידת צפיפות השטף של קרינת השמש מזווית של 180 מעלות. בדרך כלל הוא נמדד 300 ננומטר עד 2800 ננומטר עם רגישות ספקטרלית ברמה גבוהה. הדור הראשון של הפירנומטר הזה כולל את החיישן שעובד כחלק פעיל על ידי חלוקת מגזרים בשחור לבן באופן שווה. הקרנה נמדדה משני המגזרים כמו לבן ושחור בטמפרטורה. כאן, המגזר השחור חשוף לשמש ואילו המגזר הלבן אינו חושף לשמש.
פירנומטרים אלה משמשים בדרך כלל באקלים, מטאורולוגיה, פיסיקה הנדסית בניין, מערכות פוטו-וולטאיות ומחקרי שינוי אקלים.
פירנומטר מבוסס פוטודיודה
פירומטר מבוסס פוטודיודה ידוע גם בשם סִילִיקוֹן פירומטר. זה משמש לאיתור קטע הספקטרום הסולארי שבין 400 ננומטר ל- 900 ננומטר. זֶה פוטודיודה משנה את תדרי הספקטרום הסולארי לזרם במהירות גבוהה. שינוי זה יושפע מהטמפרטורה עם העלייה בזרם, שנוצרת על ידי עליית הטמפרטורה.
סוגים אלה של פירנומטרים מבוצעים בכל מקום בו צריך למדוד את כמות ההקרנה של הספקטרום הסולארי הניכר וזה יכול להיעשות על ידי שימוש בדיודות עם תגובות ספקטרליות מדויקות.
אלה משמשים בקולנוע, טכניקת תאורה וצילום, לפעמים הם קשורים קשר הדוק למודולי מערכת פוטו-וולטאית.
יתרונות וחסרונות
ה יתרונות פירנומטר וחסרונות הם
- מקדם הטמפרטורה קטן במיוחד
- סטנדרטי לתקני ISO
- מדידות קצב הביצועים ומדד הביצועים מדויקים.
- זמן התגובה ארוך יותר בהשוואה לתא PV
החיסרון של הפירנומטר הוא, שרגישותו הספקטרלית אינה מושלמת, ולכן הוא אינו מתבונן בספקטרום השמש השלם. כך ששגיאות במדידות יכולות להתרחש.
יישומי פירנומטר
היישומים הם
- ניתן למדוד את נתוני עוצמת השמש.
- מחקרים אקלימטולוגיים ומטאורולוגיים
- תכנון מערכות PV
- ניתן לקבוע מיקומים של החממה.
- מצפה לדרישות הבידוד למבני בניין
שאלות נפוצות
1). מדוע להשתמש בפירנומטר?
הוא משמש למדידת קרינת השמש על פני מישור מישורי
2). מה ההבדל בין Pyrheliometer לבין pyranometer?
פירנומטר משמש למדידת אנרגיית שמש מפוזרת ואילו הפירליומטר משמש למדידת אנרגיית השמש באופן ישיר.
3). כיצד נמדדת קרינת שמש?
ניתן למדוד את קרינת השמש מאורכי הגל הכוללים של כוח השמש לכל אירוע שטח יחידה באטמוספרה הגבוהה יותר על פני כדור הארץ. זה מחושב בניצב לאור השמש שהתקבל.
4). מי המציא פירנומטר?
הוא הומצא בשנת 1893 על ידי פיזיקאי ומטאורולוג שוודי, כלומר אנגסטרום ואנדרס קנוטסון.
5). איזה מכשיר מודד אור שמש?
פירנומטר משמש למדידת אור השמש.
לפיכך, מדובר בסך הכל ב- סקירה כללית של פירנומטר המשמש למדידת קרינת השמש על פי הסטנדרטים העדכניים ביותר. הוא מסווג לשני סוגים על סמך התקנים המשניים ISO 9060 כמו מחלקה ראשונה אחרת, אחרת. זה נותן פלט אנלוגי או דיגיטלי ומשמש באופן נרחב במטאורולוגיה, אנרגיה סולארית וניטור PV. הנה שאלה עבורך, מהם המאפיינים הייחודיים של פירנומטר?
