We weten dat de zon de belangrijkste is energiebron op aarde. Dus door dit te gebruiken, kan de productie van energie worden gedaan door het oogsten van zonne-energie. Het leven op aarde is dus constant omdat de zon voldoende warmte-energie opwekt om de bodem warm te houden, en deze energie is in de vorm van elektromagnetische straling. Over het algemeen staat het bekend als zonnestraling. Deze zonnestraling bereikt de aarde via de atmosfeer door te absorberen, te reflecteren en te verstrooien. Zodat het resulteert in de energiereductie in de fluxdichtheid. Deze energiereductie is erg belangrijk omdat meer dan 30% verlies zal optreden bij zonneschijn, terwijl 90% verlies zal optreden op een bewolkte dag. Dus de maximale straling die via de atmosfeer in contact komt met het aardoppervlak moet onder de 80% zijn. Dus de zonne energie meting kan worden gedaan met behulp van een instrument zoals Pyrheliometer.
Wat is Pyrheliometer?
Definitie: De pyrheliometer is een type instrument dat wordt gebruikt om de directe bundel zonnestraling regelmatig te meten. Dit instrument wordt gebruikt met een volgmechanisme om de zon continu te volgen. Het reageert op golflengtebanden die variëren van 280 nm tot 3000 nm. De eenheden van instraling zijn W / m². Deze instrumenten worden speciaal gebruikt voor weermonitoring en klimatologisch onderzoek.
Pyrheliometer-instrument
Pyrheliometer constructie en werkingsprincipe
De externe structuur van het Pyrheliometer-instrument lijkt op een telescoop omdat het een lange buis is. Door deze buis te gebruiken, kunnen we de lens in de richting van de zon zien om de straling te berekenen. De basisstructuur van de Pyrheliometer wordt hieronder weergegeven. Hier kan de lens in de richting van de zon worden gericht en zal de zonnestraling door de lens stromen, daarna die buis en uiteindelijk op het laatste deel waar de laatste uit elkaar een zwart object aan de onderkant bevat.
De zonnestraling komt dit apparaat binnen via een kristalkwartsvenster en bereikt rechtstreeks een thermozuil. Deze energie kan dus worden omgezet van warmte naar een elektrisch signaal dat kan worden geregistreerd.
Een kalibratiefactor kan worden toegepast zodra het mV-signaal wordt gewijzigd in een overeenkomstige stralingsenergieflux, en wordt berekend in W / m² (watt per vierkante meter). Dit soort informatie kan worden gebruikt om Insolation-kaarten te vergroten. Het is een zonne-energiemeting die wordt ontvangen op een bepaald oppervlaktegebied in een bepaalde tijd om rond de wereldbol te veranderen. De isolatiefactor voor een bepaald gebied is erg handig bij het plaatsen van zonnepanelen.
Pyrheliometer schakelschema
Het schakelschema van de pyrheliometer wordt hieronder weergegeven. Het bevat twee gelijke stroken gespecificeerd met twee stroken S1 en S2 met gebied ‘A’. Hier wordt een thermokoppel gebruikt waarvan het ene knooppunt kan worden aangesloten op S1 terwijl het andere is verbonden met S2. Een responsief galvanometer kan worden aangesloten op het thermokoppel.
De S2 Strip is aangesloten op een extern elektrisch circuit.
Pyrheliometer Circuit
Zodra beide stroken zijn beschermd tegen de straling van de zon, illustreert de galvanometer dat er geen afbuiging is omdat beide knooppunten dezelfde temperatuur hebben. Nu wordt de ‘S1’-strip blootgesteld aan de zonnestraling en wordt S2 beschermd met een afdekking zoals M. Wanneer S1-strip warmtestraling van de zon krijgt, zal de temperatuur van de strip worden verhoogd, dus de galvanometer illustreert afbuiging.
Wanneer er stroom wordt geleverd door de S2-strip, wordt deze afgesteld en de galvanometer laat zien dat er geen afbuiging is. Nu zijn beide strips weer op gelijke temperatuur.
Als de hoeveelheid warmtestraling opgetreden over het eenheidsgebied binnen de tijdseenheid op de S1-strip is ‘Q’ en de absorptiecoëfficiënt, dus de hoeveelheid warmtestraling die binnen de tijdseenheid door de S1-strip S1 wordt geabsorbeerd, is ‘QAa’. Bovendien kan de warmte die in tijdseenheid binnen de S2-strip wordt gegenereerd, via VI worden gegeven. Hier is ‘V’ het potentiële verschil en ‘ik’ is de stroom er doorheen.
Wanneer warmte wordt opgenomen is gelijk aan de warmte die wordt gegenereerd, dus
QAa = VI
Q = VI / Aa
Door de waarden van V, I, A en a te vervangen, kan de waarde van ‘Q’ worden berekend.
Verschillende soorten
Er zijn er twee soorten pyrheliometers zoals SHP1 en CHP1
SHP1
Het SHP1-type is een betere versie in vergelijking met het CHP1-type, omdat het is ontworpen met een interface die zowel verbeterde analoge o / p als digitale RS-485 Modbus omvat. De responstijd van dit soort meter is minder dan 2 seconden en de onafhankelijk berekende temperatuurcorrectie varieert van -40 ° C tot + 70 ° C.
WKK1
Het type CHP1 is de meest gebruikte radiometer die wordt gebruikt om direct zonnestraling te meten. Deze meter bevat een thermozuil detector en twee temperatuursensoren Het genereert een maximale o / p zoals 25mV onder normale atmosferische situaties. Dit type apparaat voldoet volledig aan de meest recente normen die zijn opgesteld door ISO en WMO over de criteria van de Pyrheliometer.
Verschil tussen Pyrheliometer en Pyranometer
Zowel de instrumenten zoals Pyrheliometer & Pyranometer worden gebruikt om de zonnestraling te berekenen. Deze zijn gerelateerd in hun bedoeling, maar er zijn enkele verschillen in hun constructie en werkingsprincipe.
| Pyranometer | Pyrheliometer |
| Het is een soort acidometer die voornamelijk wordt gebruikt om de zonnestraling over een vlak oppervlak te meten. | Dit instrument wordt gebruikt om directe zonnestraling te meten. |
| Het maakt gebruik van thermo-elektrisch detectieprincipe | Hierbij wordt het thermo-elektrische detectieprincipe gebruikt |
| Hierin kan de meting van stijgende temperatuur worden gedaan door middel van thermokoppels die in serie zijn geschakeld, anders serie-parallel om een thermozuil te bouwen. | Hierin kan de stijgende temperatuur worden berekend door thermokoppels die in serie / serie-parallel zijn verbonden om een thermozuil te creëren. |
| Dit wordt veel gebruikt in meteorologische onderzoeksstations | Dit wordt ook gebruikt in meteorologische onderzoeksstations |
| Dit instrument berekent de globale zonnestraling. | Dit instrument berekent directe zonnestraling. |
Voordelen
De voordelen van de Pyrheliometer omvatten de volgende.
- Zeer laag stroomverbruik
- Werkt vanuit een breed scala aan spanningsbronnen
- Robuustheid
- Stabiliteit
Pyrheliometer-toepassingen
De toepassingen van dit instrument omvatten de volgende.
- Wetenschappelijk meteorologisch
- Waarnemingen van het klimaat
- Onderzoek van materiaal testen
- Schatting van de efficiëntie van de zonnecollector
- PV-apparaten
Veelgestelde vragen
1). Wat is het belangrijkste gebruik van de Pyrheliometer?
Deze apparaten worden gebruikt voor het meten van de directe bundel van zonnestraling.
2). Waar komt het verschil tussen pyrheliometer en de pyranometer?
Pyrheliometer is voor het meten van directe zonnestraal, terwijl pyranometer voor het meten van diffuse zonnestraal is.
3). Wat is een cruciaal voordeel van pyrheliometers?
Ze bieden uitgebreide betrouwbaarheid en duurzaamheid
4). Wat zijn de toepassingen van de Pyrheliometer?
Dit instrument wordt voornamelijk gebruikt voor klimatologische, meteorologische en wetenschappelijke metingen of waarnemingen.
5). Wat is de maximale bestralingssterkte die dit apparaat biedt?
Het kan een stralingssterkte meten van 4000 W per vierkante meter.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de pyrheliometer dat omvat constructie, werking, schakeling, verschillen met een pyranometer, voordelen en toepassingen. Hier is een vraag voor u, wat zijn de nadelen van pyrheliometer?
