Piranometar
Piranometar je uređaj koji mjeri ukupno Sunčevo zračenje (sa svim valnim duljinama), koje pada na neku vodoravnu plohu. Mjerenje Sunčevog zračenja obuhvaća kratkovalno zračenje koje prolazi kroz atmosferu, kao izravno ili raspršeno zračenje, te dugovalno zračenje Zemlje i atmosfere. Za praktično korištenje energije Sunčevog zračenje važna su mjerenja ukupnog, raspršenog i izravnog ozračenja vodoravne plohe.
Na idealno odabranoj lokaciji instrument ne bi trebao registrirati zračenje odbijeno od tla i okolnih predmeta, niti imati prepreke više od 5° u području gdje Sunce izlazi i zalazi. Ukupne prepreke ne bi smjele smanjiti vidno polje instrumenta više od 0,5 steradijana. Piranometri mogu imati termoelektrične, fotoelektrične, piroelektrične ili bimetalne elemente kao senzore. Kako su trajno izloženi atmosferskim utjecajima moraju biti čvrste izvedbe i otporni na korozivne utjecaje vode i vlažnog zraka. Prijemnik zračenja mora biti hermetički zatvoren ili imati sustav za odvodnju kondenzirane vlage u kućištu. Vlaga se obično uklanja pomoću silika gela kojeg je potrebno redovito mijenjati. Silika gel je vrlo higroskopan materijal kojem se obično dodaje vrlo mala količina kobaltnog klorida (0,5-1%) koji promijeni boju iz plave u ružičasto kada upije vlagu. Boja silika gela se može vidjeti kroz prozirni plastični spremnik na instrumentu i kada prijeđe u ružičasto silika gel treba zamijeniti. Ružičasti silika gel moguće je reaktivirati sušenjem u pećnici na 130°C kroz nekoliko sati. Međutim, u posljednje vrijeme sumnja se da je kobalt kancerogen, pa se preporučuje zamjena plavog silika gela s kobaltom alternativnim, npr. žutim ili narančastim.
U upotrebi su najčešće termoelektrični piranometri koji koriste toplinske detektore koji proizvode napon na principu termoelektričnog efekta u funkciji upadnog Sunčevog zračenja. Toplinski detektor smješten je ispod dvostruke staklene kupole koja ga štiti od prodora vlage i smanjuje dugovalno zračenje iz samog instrumenta, toplinski izolira detektor i sprječava njegovo hlađenje. Svjetska meteorološka organizacija i Međunarodna organizacija za standarde (ISO 9060:1990) i definira tri klase piranometra. Najbolja klasa (sekundarni standard) se koristi za precizna meteorološka mjerenja, instrumenti prve klase za redovna meteorološka mjerenja, a druge klase za pogonska mjerenja i praćenje fotonaponskih i toplinskih sunčanih sustava.
Poluvodički silicijski piranometri, ne zadovoljavaju zahtjeve Svjetske meteorološke organizacije u pogledu spektralne osjetljivosti, no dimenzijama su znatno manji, imaju odziv reda ms i za red veličine su jeftiniji. Silicij je osjetljiv samo u ograničenom dijelu spektra između 0,4 i 1 mm. Kako je spektar Sunčevog zračenja na površini zemlje funkcija visine Sunca i atmosferskih uvjeta, poluvodički i piranometri s termočlankom ne moraju dati jednak rezultat za jednake vrijednosti zračenja. Silicijski piranometri su baždareni za mjerenje nezaklonjenog Sunčevog zračenja pa se ne mogu koristiti pod raslinjem, za mjerenje umjetne rasvjete, u staklenicima ili za mjerenje odbijenog zračenja. [1]
Spektar Sunčevog zračenja je približno u području od 300 do 2 800 nm. Glavni dijelovi piranometra su:[2]
- Termo elemenat, a to je elektronički uređaj koji pretvara toplinsko zračenje u električnu energiju, i obično je presvučen sa crnim premazom. Uglavnom ima više termo elemenata, koji su spojeni u seriju. Termo elemenat upija Sunčevo zračenje u području od 300 do 50 000 nm, i vrlo dobro upija i raspršenu svjetlost.
- Staklena kupola, koja ograničava upijanje Sunčevog zračenja u području od 300 do 2 800 nm. Ona omogućava da se prikupe podaci u cijelom području od 180º.
- ↑ [1] Arhivirano 2011-03-14 na Wayback Machine-u "Sunčevo zračenje", Energetski institut Hrvoje Požar, 2011.
- ↑ [2] Arhivirano 2011-05-09 na Wayback Machine-u "LI-COR pyranometer"