Qué es el piranómetro: construcción, tipos y aplicaciones

Qué es el piranómetro: construcción, tipos y aplicaciones

El sol genera radiación en el rango de longitudes de onda de 0,15 a 4,0 µm, lo que se conoce como espectro solar. La cantidad de esta radiación se denomina global solar radiación o, a veces, conocida como radiación de onda corta. La radiación solar global puede ocurrir cuando tanto las radiaciones solares como las directas y difusas se reciben del hemisferio en el plano del piranómetro. Es difícil descubrir un desarrollo ambiental en la tierra que sea impulsado directamente de otra manera indirectamente por la energía del sol. Las mediciones de la radiación solar global se utilizan en diversas aplicaciones para diversos fines. La energía solar determina la eficiencia del panel porque estos paneles cambiarán la energía del sol a la energía eléctrica.

La cantidad de radiación electromagnética en un panel solar se puede medir para saber cuánta energía puede usar un panel solar del sol. Para superar esto, se utiliza un piranómetro para medir la radiación solar desde todas las direcciones.




¿Qué es el piranómetro?

Definición: Tipo de actinómetro que se utiliza para medir la irradiancia de solar energy dentro de la ubicación preferida, así como la densidad de flujo de la radiación solar. El rango de radiación solar se extiende entre 300 y 2800 nm.



Las unidades SI de irradiancia son W / m² (vatios / metro cuadrado). Por lo general, estos se utilizan en los campos de investigaciones como el monitoreo climatológico y meteorológico, pero la atención actual está mostrando interés en los piranómetros para energía solar en todo el mundo.

Piranómetro

piranómetro



La OMM (Organización Meteorológica Mundial) adoptó este dispositivo el cual se modifica con respecto a las normas de ISO 9060. Estos dispositivos están estandarizados en función de la WRR (World Radiometric Reference) y se continúa a través de WRC (World Radiation Center), Davon en Suiza.

Diseño / Construcción del Piranómetro

El diseño o la construcción del pirómetro se puede realizar utilizando los siguientes tres componentes.


Diseño de piranómetro

diseño de piranómetro



Termopila

Como su nombre lo indica, utiliza un par termoeléctrico solía notar disimilitud en la temperatura entre dos superficies. Estos son calientes (etiquetados como activos) y fríos (referencia) en consecuencia. La superficie activa etiquetada es una superficie negra en forma plana y está expuesta a la atmósfera. La superficie de referencia depende de la dificultad del piranómetro porque cambia de una segunda termopila de control a la cubierta del propio piranómetro.

Domo de cristal

La cúpula de vidrio en el pirómetro limita la respuesta espectral de 300 nm a 2800 nm desde 180 grados de visión. También protege el sensor de termopila de la lluvia, el viento, etc. Esta construcción del segundo domo brinda protección adicional contra la radiación entre el domo interno y sensor en comparación con un solo domo porque un segundo domo reducirá el desplazamiento del instrumento.

Disco de ocultación

El disco de ocultación se utiliza principalmente para medir la radiación del haz de bloqueo y la radiación difusa de la superficie del panel.

Principio de funcionamiento del piranómetro

El principio de funcionamiento del piranómetro depende principalmente de la diferencia en la medición de temperatura entre dos superficies como oscura y clara. La radiación solar puede ser absorbida por la superficie negra de la termopila mientras que la superficie transparente la reproduce, por lo que se puede absorber menos calor.

La termopila juega un papel clave en la medición de la diferencia de temperatura. La diferencia de potencial formada dentro de la termopila se debe al gradiente de temperatura entre las dos superficies. Se utilizan para medir la suma de la radiación solar.

Pero, el voltaje que se genera a partir de la termopila se calcula con la ayuda de un potenciómetro. La información de radiación debe incluirse mediante planimetría o un integrador electrónico.

Tipos de piranómetro

Los pirómetros se clasifican en dos tipos, como piranómetro de termopila, piranómetro basado en fotodiodos.

Piranómetro de termopila

Este tipo de piranómetro se utiliza para medir la densidad de flujo de la radiación solar desde un ángulo de 180 °. Por lo general, mide de 300 nm a 2800 nm con una sensibilidad espectral en gran medida nivelada. La primera generación de este piranómetro incluye el sensor que funciona como parte activa dividiendo los sectores en blanco y negro por igual. La irradiación se midió en dos sectores como el blanco y el negro dentro de la temperatura. Aquí, el sector negro está expuesto al sol mientras que el sector blanco no se expone al sol.

Estos piranómetros se utilizan normalmente en climatología, meteorología, física de ingeniería de edificios, sistemas fotovoltaicos e investigación del cambio climático.

Piranómetro basado en fotodiodos

El pirómetro a base de fotodiodos también se conoce como silicio pirómetro. Se utiliza para detectar el segmento del espectro solar entre 400 nm y 900 nm. Esta fotodiodo cambia las frecuencias del espectro solar a corriente a alta velocidad. Este cambio se verá influido por la temperatura con el aumento de corriente, generado por el aumento de temperatura.

Estos tipos de piranómetros se ejecutan siempre que sea necesario medir la cantidad de irradiación del espectro solar notable y se puede hacer utilizando diodos con respuestas espectrales exactas.

Estos se utilizan en cine, técnica de iluminación y fotografía, a veces están conectados estrechamente a módulos del sistema fotovoltaico.

Ventajas y desventajas

los ventajas del piranómetro y las desventajas son

  • El coeficiente de temperatura es extremadamente pequeño
  • Estandarizado según las normas ISO
  • Las mediciones de la ración de rendimiento y el índice de rendimiento son precisas.
  • El tiempo de respuesta es más largo en comparación con la celda fotovoltaica

La desventaja del piranómetro es que su sensibilidad espectral es imperfecta, por lo que no observa el espectro completo del sol. Entonces pueden ocurrir errores en las mediciones.

Aplicaciones del piranómetro

Las aplicaciones son

  • Los datos de intensidad solar se pueden medir.
  • Estudios climatológicos y meteorológicos
  • Diseño de sistemas fotovoltaicos
  • Se pueden establecer ubicaciones del invernadero.
  • Esperando los requisitos de aislamiento para estructuras de edificios.

Preguntas frecuentes

1). ¿Por qué utilizar un piranómetro?

Se utiliza para medir la irradiancia solar sobre la superficie de un plano.

2). ¿Cuál es la diferencia entre el pirheliómetro y el piranómetro?

El piranómetro se usa para medir la energía solar difusa, mientras que el pirheliómetro se usa para medir la energía del sol directamente.

3). ¿Cómo se mide la irradiancia solar?

La irradiancia solar se puede medir a partir de las longitudes de onda generales de la energía solar para cada evento de área unitaria en la atmósfera superior de la tierra. Se calcula perpendicular a la luz solar recibida.

4). ¿Quién inventó un piranómetro?

Fue inventado en el año 1893 por el físico y meteorólogo sueco, a saber, Angstrom & Anders Knutsson.

5). ¿Qué instrumento mide la luz solar?

El piranómetro se utiliza para medir la luz solar.

Por lo tanto, se trata de una descripción general del piranómetro que se utiliza para medir la radiación solar según los últimos estándares. Se clasifica en dos tipos según las normas secundarias ISO 9060 como primera clase o de segunda clase. Ofrece salida analógica o digital y se utiliza ampliamente en meteorología, energía solar y monitorización fotovoltaica. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las características únicas de un piranómetro?