أدوات قياس الإشعاع الشمسي

أدوات قياس الإشعاع الشمسي هي أجهزة تستخدم لقياس شدة الإشعاع الشمسي، والذي يشمل ضوء الشمس بالإضافة إلى الأشكال الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الشمس. وهذه الأدوات ضرورية لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك أبحاث الطاقة الشمسية، ودراسات المناخ، واختبار كفاءة الألواح الشمسية، والرصد البيئي.

يعد قياس الإشعاع الشمسي أمرًا بالغ الأهمية لمختلف التطبيقات، بما في ذلك الأرصاد الجوية وعلم المناخ وأبحاث الطاقة الشمسية والزراعة. فيما يلي نظرة عامة على الأدوات الأساسية المستخدمة لقياس الإشعاع الشمسي:

1. أجهزة قياس البيرانومتر:هذه هي الأدوات الأكثر شيوعًا المستخدمة لقياس الإشعاع الشمسي العالمي، وهو إجمالي كمية الإشعاع الشمسي المباشر والمنتشر الوارد من مجال رؤية نصف كروي على سطح متعامد مع أشعة الشمس. تستخدم مقاييس البيرانومتر على نطاق واسع في محطات الأرصاد الجوية، ودراسات الطاقة الشمسية، وفي البحوث الزراعية. وهي تتكون عادةً من مستشعر نابعة حرارية يحول الحرارة من الإشعاع الشمسي إلى إشارة كهربائية.

2. مقاييس البيرلومترات: تقيس هذه الأدوات الإشعاع الشمسي ذي الشعاع المباشر عند حدوثه الطبيعي. على عكس مقاييس البيرانومترات، تتمتع مقاييس البيرلومترات بمجال رؤية ضيق ويجب توجيهها مباشرة إلى الشمس، عادةً بمساعدة متتبع الطاقة الشمسية. تعد مقاييس البيرلومترات ضرورية لتقييم كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية المركزة وفي التقييم التفصيلي لموارد الطاقة الشمسية.

3.البيرانوغراف:وهي في الأساس عبارة عن أجهزة قياس البيرانومتر التي توفر سجلاً مستمرًا للإشعاع الشمسي مع مرور الوقت. وهي تستخدم مسجل رسم بياني متصل بمقياس البيرانومتر لرسم شدة الإشعاع الشمسي على مدار اليوم. وهذه البيانات التاريخية ذات قيمة لتحليل الأنماط والتغيرات في الإشعاع الشمسي.

4. مسجلات أشعة الشمس: أداة تقليدية، مسجلة أشعة الشمس، تقيس مدة سطوع الشمس. وعادة ما تستخدم عدسة زجاجية كروية لتركيز أشعة الشمس على ورقة أو بطاقة معايرة، وحرق أثر يمكن قياسه لتحديد عدد ساعات سطوع الشمس. وعلى الرغم من أنها ليست دقيقة مثل أجهزة الاستشعار الإلكترونية الحديثة، إلا أن مسجلات أشعة الشمس لا تزال تستخدم في بعض محطات الأرصاد الجوية.

5. أجهزة قياس الإشعاع الطيفي: تقيس هذه الأجهزة الإشعاع الشمسي عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية، مما يوفر بيانات طيفية مفصلة حول إشعاع الشمس. تعد أجهزة قياس الإشعاع الطيفي ضرورية في التطبيقات البحثية، مثل دراسة تكوين الغلاف الجوي، وفهم عمليات التمثيل الضوئي للنباتات، وتقييم الاستجابة الطيفية للألواح الشمسية.

6.مقاييس البيدومتر: هما في الأساس جهازان لقياس البيرانومتر، أحدهما متجه للأعلى لقياس الإشعاع الشمسي الوارد والآخر متجه للأسفل لقياس الإشعاع المنعكس. وتستخدم مقاييس البيدو لحساب البياض (الانعكاسية) لسطح الأرض، وهو أمر مهم في نمذجة المناخ والدراسات البيئية.

7. صافي مقاييس الإشعاع:صُممت أجهزة قياس الإشعاع الصافية لقياس صافي توازن الإشعاع بين الإشعاع الوارد والصادر على سطح الأرض. وتتكون عادةً من أربعة أجهزة استشعار: اثنان من أجهزة استشعار البيرانومتر (لإشعاع الموجات القصيرة) واثنين من أجهزة قياس البيرومتر (لإشعاع الموجات الطويلة)، متجهين لأعلى ولأسفل. هذه الأدوات حاسمة في الدراسات المتعلقة بتوازن الطاقة السطحية والتبخر.

8. أجهزة الاستشعار والمصفوفات الشمسية: يمكن أن تشمل مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التي تقيس جوانب مختلفة من الإشعاع الشمسي، مثل الإشعاع الشمسي الإجمالي، أو الإشعاع المنتشر، أو الإشعاع المنعكس.

9. موازين الحرارة الإشعاعية: تستخدم هذه الاستجابة لدرجة الحرارة لجهاز استشعار لقياس القوة الإشعاعية للشمس. ويمكن استخدامها لاستنتاج الإشعاع الشمسي عند معايرتها بشكل صحيح.

10. مقياس الطاقة الشمسية:مصطلح عام لأي أداة تستخدم لقياس الإشعاع الشمسي، والتي يمكن أن تشمل مجموعة متنوعة من الأجهزة المذكورة أعلاه.

11. أجهزة الأقمار الصناعية: توفر الأقمار الصناعية المجهزة بأجهزة استشعار للإشعاع الشمسي رؤية عالمية للإشعاع الشمسي وهي ضرورية لرصد المناخ على المدى الطويل وتقييم موارد الطاقة الشمسية.

ويجب معايرة كل من هذه الأجهزة بعناية لضمان دقة القياسات، وغالبًا ما تتطلب حاويات أو مرشحات واقية لتحمل الظروف البيئية التي تتعرض لها، مثل درجة الحرارة والرطوبة والغبار والمطر.

يلعب كل من هذه الأجهزة دورًا محددًا في الدراسة الشاملة واستخدام الإشعاع الشمسي. ويعتمد اختيار الأداة على المتطلبات الخاصة للتطبيق، مثل نوع الإشعاع المراد قياسه، والدقة المطلوبة، والميزانية المتاحة.

ورقة بيانات أجهزة استشعار الإشعاع الشمسي

NBL-W-HPRS-Solar-Radiation-Sensor-Instruction-Manual-V3.0.pdf

NBL-W-SRS-Solar-radiation-sensor-instruction-manual-V4.0.pdf