Piranómetro

 

¿Qué es?

Es un instrumento para medir la radiación solar a una superficie plana, en otras palabras, es un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar en un cuerpo de 180º.

¿Cómo es?

La termopila, formada por sectores blancos y negros, es capaz de absorber la radiación solar en un rango entre los 300 y los 50000nm. y tiene una respuesta casi perfecta al coseno del ángulo de incidencia.

La cúpula de cristal limita la respuesta al rango de 300 a 2800nm. preservando un campo de visión de 180 grados. Otra función de la cúpula es la de proteger la termopila de la convección.

Las bandas negras del sensor (termopila) absorben la radiación solar que se transforma en calor. Este calor fluye atravesando los sensores hacia el cuerpo del piranómetro, proporcionando una señal eléctrica proporcional a la radiación incidente.

¿Cómo se utiliza?

Se utiliza como elemento sensor un elemento fotosensible de silicio, se halla muy difundido.

Debido a su bajo costo comparado con el de piranómetro de termopila. Los principales inconvenientes que presentan los instrumentos con fotodiodos (células fotovoltaicas) son: su respuesta espectral limitada y no plana, y la considerable dependencia angular con respecto ángulo de incidencia de la radiación solar. Como consecuencia de ello, los valores de irradiación medidos pueden diferir de los reales en más de un 10% (Iqbal, 1983), dependiendo de la altura del Sol y las condiciones meteorológicas.

Medición

El espectro de la radiación solar se extiende entre 300 y 2800nm.

Esto indica que un piranómetro (sensor de radiación solar) debe cubrir ese espectro con una sensibilidad lo más plana posible.

Para medir una radiación solar, se requiere de la respuesta al flujo de radiación varíe con el coseno de ángulos de incidencia; por ejemplo, máxima respuesta cuando el flujo incide perpendicularmente sobre el sensor (0 grados), respuesta nula cuando el sol está en el horizonte (90 grados),  o valores intermedios de respuesta, cuando el ángulo de incidencia está entre los anteriores.

Construcción

Está construido con un adquiridor de datos, unas células solar fotovoltaica y una caja de bombones. Una vez conectado al software de la estación, da la radiación solar en porcentaje y en watios/m2, y sirve a demás para calcular la cobertura de nubes de forma automática. La tapa de la caja de bombones, transparente y perfecta en tamaño sirve para alojar y proteger de la intemperie a la célula solar. Unos trozos pequeños de burlete adhesivo para ventanas sirve como fijación de la célula.

Por otro lado se construye la tapa inferior con una tapa de Cd, cortándola para que se ajuste a la perfección con la anterior. Se fija a una chapa metálica con orificios, que servirá de soporte al conjunto, se agregan las células, un cable y se cierra con las tapas con cinta aislante.

 

 

 

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