Equipos De Medición Para La Radiación Solar

Equipos de medición para la radiación solar:

ACTINÓMETRO:

 También llamado Pirheliómetro.

 Mide la radiación directa

 Registra la información a través de una cámara esférica de negro de humo (cámara negra) provista de un orificio pequeño que da paso a la luz.

 La manera en que se transmite el registro es basada en la transformación de los rayos absorbidos en calor.

 Finalmente dados la superficie y la temperatura experimentada, se conoce la intensidad.

RADIÓMETRO:

 También llamado Pirheliógrafo

 Sirve para detectar y medir la intensidad de energía radiante

 Al recibir radiación externa el lado negro de una paleta absorbe más radiación que el lado pulimentado de la paleta opuesta, haciendo que la primera se aleje de la fuente de radiación, registrando así la señal.

 Convirtiendo el registro de la velocidad generada en intensidad de energía luego de haberse transmitido por la rotación de las paletas.

HELIOFANÓGRAFO:

 También llamado Heliógrafo

 Mide la duración de la radiación directa

 Consiste en una esfera de cristal

 La señal que se transmite es la luz solar

 La luz se proyecta en una cartulina que se quema dejando almacenada la información sobre la duración

La diferencia entre los diferentes tipos de radiaciones está en cómo inciden los rayos solares en la tierra. Tenemos los siguientes tipos:

1. Directa. Es la que recibimos cuando los rayos solares no se difuminan o se desvían a su paso por la atmósfera terrestre.

2. Difusa. Cuando la atmósfera terrestre difumina o desvía los rayos solares, la llamamos radiación difusa. Éste desvio de los rayos solares, se produce por el choque directo con ciertas moléculas y partículas contenidas en el aire, por este motivo, los rayos solares no tienen una dirección directa.

3. Albedo. Los rayos solares no solamente pueden ser desviados por causas atmosféricas, también pueden sufrir una reflexión a causa de superficies planas. Os daré dos ejemplos, la reflexión que se produce en un terreno nevado, y la reflexión que sucede sobre el agua del mar. Tenemos que tener en cuenta un dato significativo, y es que las 2/3 partes del planeta es agua oceánica.

4. Radiación global. Será la suma de las radiaciones directa y difusa.

5. Radiación total. Será la suma de todas las radiaciones, directa, difusa y albedo.

Cuando estamos hablando de energía solar fotovoltáica, debemos tener presente que la radiación que realmente nos importa es la directa, es la que mayor potencial tiene.También debemos tener en cuenta ciertos factores. En primer lugar, el factor climático es importante, en un día nuboso, tendremos una radiación difusa; en cambio, si es soleado, la radiación recibida será directa. El segundo factor, es la inclinación de la superficie que recibe la radiación. Y, el tercer factor, es la presencia o ausencia de superficies reflectantes, las superficies claras son las que más reflejan la radiación solar, por este motivo, las casas se pintan de blanco.

Instrumentación solar. La mayoría de las variables meteorológicas son esencialmente variables físicas, por lo que, los equipos utilizados deben contar con un elemento sensible que responda a las variaciones meteorológicas, lo cual se complica, debido a las características específicas de los fenómenos meteorológicos. Los instrumentos meteorológicos para fines científicos deben cumplir los siguientes requisitos: regularidad en el funcionamiento, precisión, sencillez en el diseño, comodidad de manejo y solidez de construcción.

Métodos empíricos: Existen muchos otros métodos para el diseño de redes hidrometeorológicas.

La Organización Meteorológica Mundial (WMO, 1967) cuantifica la densidad

de las redes hidrometeorológicas en función de la densidad de la población, estableciendo un mínimo deseable para diferentes condiciones topográficas y de accesibilidad.

Piranómetro o Solarímetro:

¿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 creado entre siglo XX y principios del XXI.

¿Cómo es?

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

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