Princípio de funcionamento do sensor de radiação solar

Um sensor total de radiação solar, também conhecido como piranômetro, é um instrumento usado para medir a radiação solar total. Ele utiliza o princípio de funcionamento do termopar para medir a energia da radiação solar e convertê-la em sinal elétrico de saída. O termo medidor de intensidade solar vem das palavras gregas pyr, que significa fogo, e ano, que significa céu.

A radiação solar total consiste em duas partes: radiação solar direta e radiação espalhada. Radiação solar direta refere-se à radiação que vem diretamente do sol para a superfície da Terra, enquanto radiação espalhada refere-se à radiação que chega à superfície da Terra após ser espalhada pela atmosfera. Um sensor total de radiação solar mede a energia de ambos os componentes simultaneamente e os soma para obter a energia total de radiação solar.

O princípio de funcionamento do sensor total de radiação solar é usar termopares ou termópilas para medir o calor da radiação solar. Sua estrutura é composta principalmente por elementos ópticos, termopares ou termopilhas, circuitos de processamento de sinais, etc. Ela mede a energia da radiação solar total convertendo a energia da radiação solar em energia térmica e, em seguida, convertendo energia térmica em energia elétrica por meio de termopares ou termopilhas.

Termopares são eletrodos feitos de dois metais diferentes. Quando dois eletrodos são conectados juntos, se suas temperaturas forem diferentes, cria-se uma diferença de potencial entre eles. A magnitude dessa diferença de potencial é proporcional à diferença de temperatura entre os eletrodos. A sonda de um sensor total de radiação solar geralmente consiste em dois termopares, um para medir a energia da radiação solar e outro para medir a temperatura ambiente.

Quando a radiação solar atinge a sonda sensora, os termopares dentro da sonda são aquecidos pela energia radiante, criando uma diferença de potencial. Essa diferença de potencial é amplificada e processada pelo circuito do sensor e emite um sinal de tensão, cujo tamanho é proporcional à energia da radiação solar. Portanto, a quantidade de energia irradiada pelo sol pode ser determinada medindo a tensão de saída.

Além do termopar, o sensor total de radiação solar inclui uma seção mecânica e óptica para proteger e coletar a energia radiante, de modo que ela possa ser melhor detectada e medida pelo termopar. O sensor também normalmente inclui um amplificador e circuitos de filtro para amplificar e filtrar os pequenos sinais de tensão gerados pelo termopar para medições mais precisas.

Sensores de radiação solar são instrumentos de medição altamente precisos e de alto desempenho, comumente usados em climatologia, meteorologia, utilização de energia solar, crescimento de culturas, física de edificações e pesquisa em energia solar.

Ficha técnica dos Sensores de Radiação Solar Pyranometer

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

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