เรารู้ว่าดวงอาทิตย์เป็นหลัก แหล่งพลังงาน บนโลก. ดังนั้นด้วยการใช้สิ่งนี้การผลิตพลังงานสามารถทำได้โดยการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้นชีวิตจึงคงที่บนโลกเพราะดวงอาทิตย์สร้างพลังงานความร้อนเพียงพอที่จะทำให้ดินอบอุ่นและพลังงานนี้อยู่ในรูปของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า โดยทั่วไปเรียกว่ารังสีดวงอาทิตย์ รังสีดวงอาทิตย์นี้มาถึงโลกผ่านชั้นบรรยากาศโดยการดูดซับสะท้อนและกระเจิง ดังนั้นจึงส่งผลให้พลังงานลดลงในความหนาแน่นของฟลักซ์ การลดพลังงานนี้มีความสำคัญมากเนื่องจากการสูญเสียมากกว่า 30% จะเกิดขึ้นเมื่อมีแสงแดดส่วนการสูญเสีย 90% จะเกิดขึ้นในวันที่มีเมฆ ดังนั้นรังสีสูงสุดที่สัมผัสพื้นผิวโลกผ่านชั้นบรรยากาศจะต้องต่ำกว่า 80% ดังนั้น พลังงานแสงอาทิตย์ การวัดสามารถทำได้โดยใช้เครื่องมือเช่น Pyrheliometer
Pyrheliometer คืออะไร?
คำจำกัดความ: ไพร์เฮลิออมิเตอร์เป็นเครื่องมือชนิดหนึ่งที่ใช้ในการวัดลำแสงโดยตรงของรังสีดวงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นเป็นประจำ เครื่องมือนี้ใช้กับกลไกติดตามดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง มันตอบสนองต่อแถบความยาวคลื่นที่มีตั้งแต่ 280 นาโนเมตรถึง 3000 นาโนเมตร หน่วยของการฉายรังสีคือ W / m² เครื่องมือเหล่านี้ใช้เป็นพิเศษสำหรับการตรวจสอบสภาพอากาศและการวิจัยภูมิอากาศ
เครื่องมือ Pyrheliometer
หลักการก่อสร้างและการทำงานของ Pyrheliometer
โครงสร้างภายนอกของเครื่องมือ Pyrheliometer มีลักษณะคล้ายกับกล้องโทรทรรศน์เนื่องจากเป็นท่อที่มีความยาว ด้วยการใช้หลอดนี้เราสามารถเล็งเลนส์ไปที่ดวงอาทิตย์เพื่อคำนวณความสว่าง โครงสร้างพื้นฐานของ Pyrheliometer แสดงไว้ด้านล่าง ที่นี่เลนส์สามารถชี้ไปในทิศทางของดวงอาทิตย์และรังสีดวงอาทิตย์จะไหลไปทั่วเลนส์หลังจากหลอดนั้นและสุดท้ายที่ส่วนสุดท้ายซึ่งส่วนสุดท้ายจะมีวัตถุสีดำอยู่ด้านล่าง
การฉายรังสีของแสงอาทิตย์เข้าสู่อุปกรณ์นี้ผ่านหน้าต่างคริสตัลควอตซ์และเข้าถึงเทอร์โมไพล์โดยตรง ดังนั้นพลังงานนี้สามารถเปลี่ยนจากความร้อนเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่บันทึกได้
สามารถใช้ปัจจัยการสอบเทียบได้เมื่อเปลี่ยนสัญญาณ mV เป็นฟลักซ์พลังงานการแผ่รังสีที่สอดคล้องกันและคำนวณเป็น W / m² (วัตต์ต่อตารางเมตร) ข้อมูลประเภทนี้สามารถใช้เพื่อเพิ่มแผนที่ Insolation เป็นการวัดพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับบนพื้นที่ผิวที่ระบุในเวลาที่กำหนดเพื่อเปลี่ยนรอบโลก ปัจจัยการแยกสำหรับพื้นที่เฉพาะมีประโยชน์มากเมื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
แผนภาพวงจร Pyrheliometer
แผนภาพวงจรของไพร์เฮลิออมิเตอร์แสดงไว้ด้านล่าง ประกอบด้วยแถบสองแถบที่เท่ากันซึ่งระบุด้วยสองแถบ S1 และ S2 ที่มีพื้นที่ 'A' ที่นี่มีการใช้เทอร์โมคัปเปิลที่ทางแยกหนึ่งสามารถเชื่อมต่อกับ S1 ในขณะที่อีกทางหนึ่งเชื่อมต่อกับ S2 ตอบสนอง กัลวาโนมิเตอร์ สามารถเชื่อมต่อกับเทอร์โมคัปเปิล
S2 Strip เชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าภายนอก
วงจร Pyrheliometer
เมื่อทั้งสองแถบได้รับการปกป้องจากการแผ่รังสีของแสงอาทิตย์แล้วเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าจะแสดงให้เห็นว่าไม่มีการโก่งตัวเนื่องจากทั้งสองทางแยกมีอุณหภูมิเท่ากัน ตอนนี้แถบ 'S1' สัมผัสกับรังสีดวงอาทิตย์และ S2 ได้รับการปกป้องด้วยฝาปิดเช่น M เมื่อแถบ S1 ได้รับการแผ่รังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์อุณหภูมิแถบจะเพิ่มขึ้นดังนั้นกัลวาโนมิเตอร์จึงแสดงการโก่งตัว
เมื่อจ่ายกระแสไปทั่วแถบ S2 จะมีการปรับและเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าจะแสดงให้เห็นว่าไม่มีการโก่งตัว ตอนนี้ทั้งสองแถบมีอุณหภูมิเท่ากันอีกครั้ง
หากปริมาณการแผ่รังสีความร้อนเกิดขึ้นเหนือพื้นที่หน่วยภายในเวลาหน่วยบนแถบ S1 คือ 'Q' และประสิทธิภาพการดูดซับร่วมกันดังนั้นปริมาณรังสีความร้อนที่ดูดซึมผ่านแถบ S1 S1 ภายในหน่วยเวลาคือ 'QAa' นอกจากนี้ความร้อนที่เกิดขึ้นในหน่วยเวลาภายในแถบ S2 สามารถกำหนดผ่าน VI ในที่นี้ 'V' คือความต่างศักย์และ 'I' คือการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน
เมื่อความร้อนถูกดูดซับจะเทียบเท่ากับความร้อนที่เกิดขึ้นดังนั้น
QAa = VI
Q = VI / Aa
การแทนค่าของ V, I, A และ a จะทำให้สามารถคำนวณค่าของ 'Q' ได้
ประเภทต่างๆ
มีสอง ประเภทของ Pyrheliometers เช่น SHP1 และ CHP1
SHP1
ประเภท SHP1 เป็นรุ่นที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับประเภท CHP1 เนื่องจากได้รับการออกแบบด้วยอินเทอร์เฟซรวมทั้งอะนาล็อก o / p และ RS-485 Modbus แบบดิจิตอล เวลาตอบสนองของเครื่องวัดชนิดนี้ต่ำกว่า 2 วินาทีและการแก้ไขอุณหภูมิที่คำนวณได้อย่างอิสระจะอยู่ในช่วง -40 ° C ถึง + 70 ° C
CHP1
ประเภท CHP1 เป็นเครื่องวัดรังสีที่ใช้บ่อยที่สุดที่ใช้ในการวัดรังสีดวงอาทิตย์โดยตรง เครื่องวัดนี้มีเครื่องตรวจจับความร้อนหนึ่งเครื่องและเครื่องตรวจจับสองเครื่อง เซ็นเซอร์อุณหภูมิ . มันสร้าง o / p สูงสุดเช่น 25mV ภายใต้สถานการณ์ในบรรยากาศปกติ อุปกรณ์ประเภทนี้ปฏิบัติตามมาตรฐานล่าสุดซึ่งกำหนดโดย ISO และ WMO เกี่ยวกับเกณฑ์ของ Pyrheliometer
ความแตกต่างระหว่าง Pyrheliometer และ Pyranometer
ทั้งเครื่องมือเช่น Pyrheliometer & ไพราโนมิเตอร์ ใช้ในการคำนวณการฉายรังสีแสงอาทิตย์ สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความตั้งใจของพวกเขา แต่มีความแตกต่างบางประการในการก่อสร้างและหลักการทำงาน
| ไพราโนมิเตอร์ | ไพร์เฮลิออมิเตอร์ |
| เป็นเครื่องวัดความเป็นกรดชนิดหนึ่งที่ส่วนใหญ่ใช้ในการวัดการแผ่รังสีแสงอาทิตย์บนพื้นผิวระนาบ | เครื่องมือนี้ใช้ในการวัดการฉายรังสีแสงอาทิตย์โดยตรง |
| ใช้หลักการตรวจจับเทอร์โมอิเล็กทริก | ในการนี้ใช้หลักการตรวจจับเทอร์โมอิเล็กทริก |
| ในการนี้การวัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสามารถทำได้โดยใช้เทอร์โมคัปเปิลซึ่งเชื่อมโยงกันเป็นอนุกรมหรือขนานกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างเทอร์โมไพล์ | ในสิ่งนี้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสามารถคำนวณได้ผ่านเทอร์โมคัปเปิลที่เป็นพันธมิตรกันในอนุกรม / อนุกรมขนานเพื่อสร้างเทอร์โมไพล์ |
| มักใช้ในสถานีวิจัยอุตุนิยมวิทยา | นอกจากนี้ยังใช้ในสถานีวิจัยอุตุนิยมวิทยา |
| เครื่องมือนี้คำนวณการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ทั่วโลก | เครื่องมือนี้คำนวณรังสีดวงอาทิตย์โดยตรง |
ข้อดี
ข้อดีของ Pyrheliometer รวมสิ่งต่อไปนี้
- ใช้พลังงานต่ำมาก
- ทำงานจากอุปกรณ์จ่ายแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย
- ความทนทาน
- เสถียรภาพ
แอพพลิเคชั่น Pyrheliometer
การประยุกต์ใช้เครื่องมือนี้มีดังต่อไปนี้
- อุตุนิยมวิทยาทางวิทยาศาสตร์
- การสังเกตสภาพภูมิอากาศ
- การวิจัยการทดสอบวัสดุ
- การประมาณประสิทธิภาพของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
- อุปกรณ์ PV
คำถามที่พบบ่อย
1). Pyrheliometer ใช้อะไรเป็นหลัก?
อุปกรณ์เหล่านี้ใช้สำหรับการวัดลำแสงโดยตรงของการฉายรังสีแสงอาทิตย์
2). ความแตกต่างระหว่าง Pyrheliometer และ pyranometer อยู่ที่ไหน?
Pyrheliometer ใช้สำหรับวัดแสงตะวันโดยตรงในขณะที่ไพราโนมิเตอร์ใช้สำหรับวัดแสงตะวันที่กระจาย
3). ประโยชน์ที่สำคัญของ Pyrheliometers คืออะไร?
ให้ความน่าเชื่อถือและความทนทานที่กว้างขวาง
4). Pyrheliometer ใช้อะไรได้บ้าง?
เครื่องมือนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการวัดหรือสังเกตการณ์ทางภูมิอากาศอุตุนิยมวิทยาและวิทยาศาสตร์
5). ค่าการฉายรังสีสูงสุดที่อุปกรณ์นี้ให้คืออะไร?
สามารถวัดการฉายรังสีได้ไม่เกิน 4000 W ต่อตารางเมตร
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของไพร์เฮลิออมิเตอร์ ซึ่งรวมถึงการก่อสร้างการทำงานวงจรความแตกต่างของไพราโนมิเตอร์ข้อดีและการใช้งาน นี่คือคำถามสำหรับคุณอะไรคือข้อเสียของไพร์เฮลิออมิเตอร์?
