مقياس البيرانومتر مقابل مستشعر الإشعاع الشمسي: ما الفرق وكيفية الاختيار؟

عندما يتعلق الأمر بقياس الإشعاع الشمسي لتطبيقات الأرصاد الجوية أو الزراعة أو الطاقة الكهروضوئية، يتم استخدام مصطلحين بشكل شائع - مقياس البيرومتر ومستشعر الإشعاع الشمسي . في حين أن هذه المصطلحات غالبا ما تستخدم بالتبادل، إلا أنها ليست دائما نفسها تماما. يعد فهم الفرق بين مقياس البيرانومتر ومستشعر الإشعاع الشمسي أمرًا بالغ الأهمية لاختيار الجهاز المناسب لاحتياجاتك.

ما هو الإشعاع الشمسي؟

الإشعاع الشمسي هو الطاقة الكهرومغناطيسية المنبعثة من الشمس. يشمل هذا الإشعاع الأطوال الموجية فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء . قياس الإشعاع الشمسي ضروري في العديد من المجالات:

• مراقبة أداء الخلايا الكهروضوئية

• أبحاث الطقس والمناخ

• النمذجة الزراعية

• بناء كفاءة الطاقة

• تقييم الموارد الشمسية

لقياس الإشعاع الشمسي بدقة، يتم استخدام أنواع مختلفة من أجهزة استشعار الإشعاع ، وهنا يبدأ التمييز.

التعريف: البيرومتر

مقياس البيرانومتر هو نوع من أجهزة استشعار الإشعاع المصممة خصيصًا لقياس الإشعاع الشمسي الوارد من نصف الكرة الأرضية (مجال رؤية 180 درجة). ويستخدم بشكل شائع لقياس الإشعاع الأفقي العالمي (GHI) - إجمالي إشعاع الموجة القصيرة المستلم على سطح أفقي.

الخصائص الرئيسية:

• دقة عالية

• غطاء زجاجي على شكل قبة للاستجابة الزاويّة

• سلبي عادة (مستشعر حراري)

• تستخدم في تطبيقات الأرصاد الجوية والبحوث

• متوافق مع معيار ISO 9060 (مصنف كمعيار ثانوي، من الدرجة الأولى، وما إلى ذلك)

التعريف: مستشعر الإشعاع الشمسي

مصطلح مستشعر الإشعاع الشمسي أكثر عمومية. قد يشير إلى أي جهاز يقيس الإشعاع الشمسي ، بما في ذلك أجهزة قياس البيرانومتر ، ولكن أيضًا أجهزة استشعار أقل دقة مثل:

• أجهزة استشعار السيليكون الضوئي

• أجهزة الاستشعار الشمسية القائمة على الكهروضوئية

• أجهزة استشعار مدمجة ومنخفضة التكلفة لأجهزة تتبع الطاقة الشمسية أو التركيبات على الأسطح

الخصائص الرئيسية:

• يمكن أن تكون منخفضة التكلفة وصغيرة الحجم

• مستويات دقة متفاوتة

• غالبًا ما يستخدم في الأنظمة الصناعية أو الكهروضوئية للمراقبة البسيطة

• يمكن معايرتها وفقًا لمقاييس البيرانومتر، ولكنها لا تكون دائمًا متوافقة مع ISO

مقياس البيرانومتر الكهروضوئي: حالة خاصة

مقياس البيرانومتر الكهروضوئي هو مستشعر للإشعاع الشمسي مصمم خصيصًا لمراقبة الإشعاع الشمسي المتعلق بالوحدات الكهروضوئية. غالبًا ما تستخدم هذه المستشعرات كاشفات قائمة على السيليكون مضبوطة على نفس الحساسية الطيفية مثل الألواح الكهروضوئية.

يتم استخدامها بشكل شائع في مزارع الطاقة الشمسية لمقارنة مدخلات الإشعاع الشمسي مقابل مخرجات محولات الطاقة الشمسية، مما يساعد على تحديد خسائر الكفاءة واحتياجات الصيانة.

جدول المقارنة: مقياس البيرانومتر مقابل

الإشعاع	مستشعر	الشمسي
غاية	قياس الطاقة الشمسية من الدرجة العلمية	المراقبة العامة للطاقة الشمسية
دقة	عالي	متوسطة إلى منخفضة
نوع المستشعر	ثيرموبيل (مع قبة زجاجية)	ثنائي السيليكون الضوئي أو الخلية الكهروضوئية
مجال الرؤية	180 درجة نصف الكرة الأرضية	قد يختلف (غالبًا ~160 درجة)
المدى الطيفي	285-3000 نانومتر	400-1100 نانومتر (نموذجي للسيليكون)
الامتثال (آيزو 9060)	نعم	ليس دائما
حالة الاستخدام	الأرصاد الجوية والبحوث ورسم الخرائط الشمسية	المراقبة الكهروضوئية، وأنظمة التشغيل الآلي
يكلف	أعلى	أدنى

كيف تعرف أيهما تختار؟

يعتمد الاختيار بين مقياس البيرانومتر ومستشعر الإشعاع الشمسي على متطلبات التطبيق الخاص بك:

✔ اختر مقياس البيرومتر إذا:

• أنت بحاجة إلى عالية الدقة قياسات

• تقوم بإجراء علمية أو بحثية دراسات

• يخضع تطبيقك لمعايير ISO

• أنت تقوم ببناء لتقييم موارد الطاقة الشمسية محطات

✔ اختر مستشعر الإشعاع الشمسي إذا:

• أنت بحاجة إلى فعال من حيث التكلفة حل مراقبة

• أنت تندمج في نظام PV أو منصة SCADA

• أنت تبحث عن الاتجاهات الأساسية بدلاً من الدقة العلمية

• المساحة والميزانية محدودة

بالنسبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية، يختار العديد من المهندسين تركيب كليهما : مقياس البيرانومتر الكهروضوئي بالقرب من زاوية اللوحة للتشخيص التشغيلي، ومقياس البيرومتر عالي الدقة على المستوى الأفقي لقياس GHI.

يعد فهم الفرق بين مقياس البيرانومتر ومستشعر الإشعاع الشمسي أمرًا أساسيًا لاختيار مستشعر الإشعاع المناسب لاحتياجات قياس الطاقة الشمسية لديك. في حين يتم استخدام كلاهما لقياس الإشعاع الشمسي ، فإن مقياس البيرانومتر يوفر دقة علمية، بينما يوفر مستشعر الإشعاع الشمسي الأكثر عمومية المرونة وكفاءة التكلفة.

سواء كنت تقوم بتشغيل محطة للطاقة الشمسية ، أو تخطط لنموذج زراعي ، أو بناء نظام لمراقبة الطقس ، فإن اختيار المستشعر المناسب يضمن جودة البيانات - واتخاذ قرارات أفضل.

فيما يلي كتيب مقياس البيرومتر وكتيب الإشعاع الشمسي للرجوع إليه.

كتيب البيرومتر                              كتيب الإشعاع الشمسي