Qué es un pirheliómetro: funcionamiento y sus aplicaciones

Sabemos que el sol es la principal fuente de energía en la tierra. Entonces, usando esto, la generación de energía se puede hacer a través de la recolección de energía solar. Por lo tanto, la vida es constante en la tierra porque el sol genera suficiente energía térmica para mantener caliente el suelo, y esta energía se encuentra en forma de radiación electromagnética. Generalmente, hablamos de la radiación solar. Esta radiación solar llega a la tierra a través de la atmósfera absorbiendo, reflejando y dispersando. Entonces esto resulta en una reducción de energía en la densidad de flujo. Esta reducción de energía es muy significativa porque se producirá una pérdida de más del 30% en un día soleado, mientras que en un día nublado se producirá una pérdida del 90%. Así, la radiación máxima que entra en contacto con la superficie terrestre a través de la atmósfera debe ser inferior al 80%. Así, la medida de la energía solar se puede realizar mediante un instrumento como el pirheliómetro.

¿Qué es un pirheliómetro?

Definición: El pirheliómetro es un tipo de instrumento utilizado para medir el haz directo de radiación solar durante eventos regulares. Este instrumento se utiliza con un mecanismo de seguimiento para realizar un seguimiento continuo del sol. Es sensible a bandas de longitud de onda que van desde 280 nm a 3000 nm. Las unidades de irradiancia son W/m². Estos instrumentos se utilizan especialmente para la vigilancia del tiempo y la investigación del clima.

Construcción del pirheliómetro y principio de funcionamiento.

La estructura externa del instrumento pirheliómetro se asemeja a un telescopio ya que es un tubo largo. Usando este tubo podemos apuntar la lente hacia el sol para calcular el deslumbramiento. La estructura básica del pirheliómetro se muestra a continuación. Aquí la lente puede apuntar en la dirección del sol y la radiación solar fluirá a través de toda la lente, pasando este tubo y finalmente hasta la última parte donde el último aparte incluye un objeto negro en la parte inferior.

La radiación solar ingresa a este dispositivo a través de una ventana de cristal de cuarzo y llega directamente a una termopila. Por lo tanto, esta energía se puede transformar de calor en una señal eléctrica que se puede registrar.
Se puede aplicar un factor de calibración una vez que la señal de mV ha cambiado a un flujo de energía radiante correspondiente, y se calcula en W/m² (vatios por metro cuadrado). Este tipo de información se puede utilizar para aumentar los mapas de insolación. Es una medida de la energía solar, que se recibe sobre un área de superficie específica dentro de un tiempo específico para variar alrededor del globo. El factor de aislamiento para un área específica es muy útil una vez que se instalan los paneles solares.

Diagrama de circuito del pirheliómetro.

El diagrama de circuito del pirheliómetro se muestra a continuación. Incluye dos bandas iguales especificadas con dos bandas S1 y S2 con área 'A'. Aquí se usa un termopar donde su unión se puede conectar a S1 mientras que la otra se conecta a S2. Se puede conectar un galvanómetro reactivo al termopar.
La tira S2 está conectada a un circuito eléctrico externo.

Una vez protegidas las dos bandas de la radiación solar, el galvanómetro indica que no hay desviación porque las dos uniones están a la misma temperatura. Ahora la tira 'S1' está expuesta a la radiación solar y S2 está protegida por una cubierta como M. Cuando la tira S1 recibe radiación térmica del sol, la temperatura de la tira aumentará, así el galvanómetro ilustra la deflexión.

Cuando la corriente se suministra a través de la banda S2, se ajusta y el galvanómetro indica que no hay desviación. Ahora, nuevamente, ambas bandas están a la misma temperatura.

Si la cantidad de radiación de calor que se produjo en la unidad de área en la unidad de tiempo en la banda S1 es 'Q' y su coeficiente de absorción, la cantidad de radiación de calor que se absorbe a través de la banda S1 en la unidad de tiempo es 'QAa '. Además, el calor generado por unidad de tiempo en la banda S2 puede estar dado por VI. Aquí 'V' es la diferencia de potencial e 'I' es el flujo de corriente a través de ella.

Cuando el calor absorbido es equivalente al calor generado, entonces

QAa = VI

Q=VI/Aa

Sustituyendo los valores de V, I, A y a, se puede calcular el valor de 'Q'.

Diferentes tipos

Hay dos tipos de pirheliómetros como SHP1 y CHP1

HPS1

El tipo SHP1 es una mejor versión que el tipo CHP1, ya que está diseñado con una interfaz que incluye salida analógica mejorada y Modbus digital RS-485. El tiempo de respuesta de este tipo de medidor es inferior a 2 segundos y la corrección de temperatura calculada de forma independiente variará de -40 °C a +70 °C.

CHP1

El tipo CHP1 es el radiómetro más utilizado para medir directamente la radiación solar. Este medidor incluye un detector de termopila así como dos sensores de temperatura. Genera una o/p máxima como 25 mV en condiciones atmosféricas habituales. Este tipo de dispositivo cumple totalmente con los estándares más recientes establecidos por ISO y WMO en relación con los criterios del pirheliómetro.

Diferencia entre pirheliómetro y piranómetro

Los instrumentos como el pirheliómetro y el piranómetro se utilizan para calcular la radiación solar. Estos están relacionados en su intención, pero hay algunas diferencias en su construcción y principio de funcionamiento.

Ventajas

los ventajas del pirheliómetro Incluya lo siguiente.

• Muy bajo consumo de energía
• Funciona desde una amplia gama de voltajes de suministro.
• Aspereza
• Estabilidad

Aplicaciones del pirheliómetro

Las aplicaciones para este instrumento incluyen lo siguiente.

• meteorológico científico
• Observaciones climáticas
• Prueba de investigación de hardware
• Estimación de la eficiencia del colector solar
• Dispositivos fotovoltaicos

preguntas frecuentes

1). ¿Cuál es el uso principal del pirheliómetro?

Estos dispositivos se utilizan para medir el haz directo de la radiación solar.

2). ¿De dónde viene la diferencia entre pirheliómetro y piranómetro?

El pirheliómetro se usa para medir el rayo solar directo, mientras que el piranómetro se usa para medir el rayo solar difuso.

3). ¿Cuál es la ventaja crucial de los pirheliómetros?

Ofrecen mayor confiabilidad y durabilidad.

4). ¿Para qué sirve el pirheliómetro?

Este instrumento se utiliza principalmente para mediciones u observaciones climáticas, meteorológicas y científicas.

5). ¿Cuál es la iluminancia máxima proporcionada por este dispositivo?

Puede medir hasta 4000 W de irradiancia por metro cuadrado.

Así, se trata de una descripción general del pirheliómetro que incluye construcción, funcionamiento, circuito, diferencias con un piranómetro, ventajas y aplicaciones. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las desventajas del pirheliómetro?