Conas a Oibríonn Piranaiméadar?

Conas a oibríonn Piranaiméadar? Prionsabail Tomhais agus Príomhfheidhmeanna don Aimsir, Fuinneamh agus Talmhaíocht

Ar smaoinigh tú riamh ar cén fáth go bhfuil uaireanta 'solas na gréine' chomh tábhachtach do mheitéareolaithe nó cén fáth a bhailíonn feirmeacha gréine sonraí 'ionradaíochta' cosúil le hór? Is é an freagra gadget beag bídeach ach cumhachtach: an Pyranometer. Bhí an gléas beag gan glacadh seo, a chuirtear go minic ar bharr stáisiúin aimsire agus painéil ghréine, ina phríomhghníomhaí inár dtuiscint ar chumhacht na gréine. Míneoidh an post seo cad a dhéanann piranaiméadar, conas a athraíonn sé solas na gréine go sonraí agus cén fáth a bhfuil tábhacht ag baint leis do gach rud ó chathracha a chumhachtú go barra a fhás. Tosaímid leis na bunghnéithe.

Cad is Piranaiméadar ann? Cad a Chiallaíonn Sé Nuair a Úsáidtear 'Piraniméadar chun Tomhais'?

Déanaimis an téarma a dhíbirt ar dtús. Is gléas é an piranometer a thomhaiseann ionradaíocht dhomhanda , is é sin an méid iomlán de sholas na gréine a bhuaileann dromchla go cothrománach. Áirítear leis seo an ghrian díreach agus an solas scaipthe araon. Samhlaigh é mar “mhéadar solas na gréine” a thomhaiseann cé mhéad fuinneamh gréine atá ar fáil in áit ar leith ag am áirithe.

Cén fáth a bhfuil an tomhas seo tábhachtach? Ceangail na poncanna.

• Talmhaíocht : Teastaíonn solas na gréine ó bharra le haghaidh gníomhaíochta fótaisintéiseach. Úsáideann taighdeoirí agus feirmeoirí piranaiméadar chun GHI laethúil a rianú. Is féidir leo leibhéil solais cheaptha teasa a bharrfheabhsú, nó an t-am plandála is fearr a chinneadh.

• Fuinneamh Gréine: Tiontaíonn painéil ghréine solas na gréine go leictreachas. Ní féidir le hinnealtóirí stóráil ghreille a phleanáil, aschur feirme gréine a thuar, ná éifeachtúlacht painéil a mheas gan sonraí cruinne GHI.

• Réamhaisnéis na haimsire Tá solas na gréine freagrach as aeráid an Domhain. Úsáideann meitéareolaithe piranaiméadar chun samhlacha a chruthú a dhéanann luascáin teochta agus patrúin stoirme a thuar.

Bearta pirimidéadair , an breosla dofheicthe a chumhachtaíonn córais ár bplainéad. Úsáideann tionscail na sonraí seo chun cinntí a dhéanamh.

Conas a Fheidhmíonn Piranaiméadar? Eolaíocht Braiteoir

Is é an braiteoir croí a piaraiméadar . Is comhpháirt bheag ach sofaisticiúil é a thiontaíonn solas na gréine go comhartha leictreach. Breathnaímid ar an dá theicneolaíocht braiteora is coitianta.

1. Braiteoirí teirmeachóip: teas ón solas a thomhas

Braitheann formhór na bpiranaiméadar ar bhraiteoir teirmeachóip a bhraitheann ar an Éifeacht Seebeck . Nuair a cheanglaítear dhá mhiotal le chéile, ginfear voltas má tá na hacomhail níos teo. Seo mar a oibríonn sé le solas na gréine:

• Tá dhá acomhal feistithe ag an braiteoir: acomhal te (brataithe in ábhar a ionsúnn solas, mar charbón dubh), agus acomhal fuar (scáthraithe chun an teocht chomhthimpeallach a thomhas).

• Teasaíonn gathanna na gréine an t-acomhal. Táirgeann an difríocht teochta idir na hacomhail fuar agus te voltas atá comhréireach le radaíocht na gréine.

• Déantar an voltas seo a aimpliú, agus ansin déantar é a thiontú ina fhoinse inléite (eg vata in aghaidh an mhéadair chearnaigh W/m2).

Tá tóir ar theirmeipilí mar gheall ar a marthanacht, a bhfreagracht, agus a gcumas oibriú i speictream leathan (200-4000nm), rud a ligeann dóibh an chuid is mó d'fhuinneamh na gréine a ghabháil.

2. Braiteoirí fótadiode: Solas a ghabháil go díreach

Úsáideann roinnt piranometers fóta-óid - gléasanna leathsheoltóra a ghineann sruth nuair a nochtar don solas. Murab ionann agus teirmeachóip, tá fóta-óid níos íogaire do thonnfhaid áirithe (eg solas infheicthe), ach ní bhíonn siad chomh héifeachtach faoi choinníollacha éadroma ísle. Is minic a úsáidtear iad i gcomhar le scagairí a dhéanann aithris ar speictream na gréine. Mar sin féin, níl siad chomh cruinn nuair a úsáidtear iad lasmuigh ar feadh tréimhsí fada ama.

Paraiméadair Feidhmíochta a Shainmhíníonn Feidhmíocht

Ní thomhaiseann gach piaraiméadar GHI mar an gcéanna. Cinneann trí pharaiméadar cé chomh maith agus a thomhaiseann siad GHI:

• Íogaireacht : Tá an méid voltais/srutha a tháirgeann an braiteoir in aghaidh an aonaid de sholas na gréine (eg 10 uV/W/m2 comhionann le 100 W/m2 de sholas na gréine a ghineann 1 mV). Ligeann íogaireacht níos airde athruithe beaga a bhrath níos fearr.

• Am freagartha: An luas ag a bhfreagraíonn an braiteoir d'athruithe i solas na gréine. Chun scamaill a théann thart nó athruithe ar uillinneacha gréine a rianú, tá amanna mearfhreagartha riachtanach (=1 soicind).

• Speictream: Raon tonnfhaid is féidir leis an braiteoir a bhrath. Gabhfaidh piranaiméadar atá optamaithe le haghaidh 280-2800nm ​​(a chlúdaíonn an UV go speictream infridhearg gar) an speictream gréine ar fad.

Piranaiméadar sa Réimse: Feidhmchlár Fíordhomhanda na bPiranaiméadar

Breathnaímid ar an gcaoi a n-oibríonn piranometers go praiticiúil anois go bhfuil a fhios againn go bhfuil siad ag obair.

1. Stáisiúin mheitéareolaíochta: réamhaisnéisí aimsire a fheabhsú

Bíonn stáisiúin aimsire ar fud an domhain ag brath ar phiranaiméadar dá gcuid samhlacha. Mar shampla:

• Tuartha: Is féidir le meitéareolaithe treochtaí GHI a rianú chun a thuar cathain a chuirfidh bruach scamall bac ar sholas na gréine, ag fuarú na talún. Nó nuair a théann solas na gréine dian an t-aer agus a chothaíonn stoirmeacha toirní.

• Monatóireacht aeráide: Cuidíonn sonraí ó GHI fadtéarmach le heolaithe staidéar a dhéanamh ar théamh domhanda. D’fhéadfadh laghdú ar GHI patrúin aimsire athraitheacha nó truailleáin aeir a léiriú.

I gceantair iargúlta, is féidir le piranometers talamh-bhunaithe fiú sonraí satailíte a bhailíochtú. Mar shampla, má dhéanann an tsatailít meastachán ar 500 W/m2 do sholas na gréine i limistéar fásaigh, is féidir le piranaiméadar ar an talamh an meastachán sin a dhearbhú nó a cheartú.

2. Tionscal Fuinneamh Gréine: Éifeachtúlacht Painéil a Uasmhéadú

Tá piranometers riachtanach le haghaidh feirmeacha gréine agus suiteálacha dín. Conas a úsáidtear iad:

• Monatóireacht feidhmíochta: I bhfeirm ghréine ar scála áirgiúlachta, d’fhéadfaí ilphiranaiméadar a úsáid chun an GHI iarbhír (innéacs teasa domhanda) a chur i gcomparáid leis an “insealation”, nó meánsholas na gréine don réigiún. Má tá an GHI níos lú ná mar a bhíothas ag súil leis ach go bhfuil an t-aschur fuinnimh níos ísle fós, d'fhéadfadh sé seo a bheith ina chomhartha go bhfuil gá le painéil salach a ghlanadh.

• Measúnú Suímh Sula dtógfaidh siad feirm ghréine nua, mapálann na forbróirí GHI a gcuid maoine ag baint úsáide as piranometers. Feidhmeoidh fána le GHI ard (6 kWh/m2/lá, mar shampla) níos fearr ná spota scáthaithe a bhfuil a aghaidh ó thuaidh.

• Taighde & Forbairt : Úsáideann saotharlanna T&F piranaiméadar ardchruinneas chun ábhair painéil nua a thástáil agus chun a n-éifeachtúlacht a chur i gcomparáid faoi GHI rialaithe.

3. Barra a fhás sa 'Crios Solais Goldilocks'

Úsáideann feirmeoirí agus agronomists piranometers chun na coinníollacha fáis a bharrfheabhsú.

• Tithe gloine : Is féidir leis an iomarca solais plandaí a dhó, agus cuireann an iomarca solas na gréine bac ar a bhfás. Tomhaiseann piranometers GHI i bhfíor-am, agus spreagann siad dathanna nó soilse breise de réir mar is gá chun na leibhéil solais 'ceart' a choinneáil.

• Samhaltú Barr: Déanann eolaithe staidéar ar an gcaoi a bhfreagraíonn plandaí éagsúla (m.sh. trátaí vs Cruithneacht) d'éagsúlacht GHI. D’fhéadfadh staidéar, mar shampla, a fháil amach go dteastaíonn 400 W/m2 ar a laghad ar thrátaí le linn buaicuaireanta de sholas na gréine le go n-éireoidh leo.

• Feirmeoireacht Allamuigh : Úsáideann feirmeoirí piranometers chun cinneadh a dhéanamh cathain ar cheart dóibh plandáil nó fómhar i bpáirceanna oscailte. Má thiteann an GHI go tobann (mar gheall ar dheatach tine fiáin, mar shampla), b'fhéidir go mbeadh sé riachtanach moill a chur ar an mbaint chun barr ar chaighdeán níos ísle a sheachaint.

Cad ba cheart a lorg agus Piraniméadar á roghnú agat

Braitheann an piranometer ceart duit ar an méid atá uait.

• Cruinneas Infheistíocht a dhéanamh i mbraiteoir teirmeachóip ard-íogaireachta agus a bhfuil íosmhéid srutha aige (=1% in aghaidh na bliana) le haghaidh taighde eolaíoch.

• Marthanacht : Le húsáid lasmuigh, ní mór don táirge a bheith aimsirdhíonach (resistant a deannaigh, báisteach agus teochtaí foircneacha).

• Iarratas. Féadfaidh saothróir ceaptha teasa tosaíocht a thabhairt do bhraiteoir a bhfuil am freagartha gasta aige chun luaineachtaí solais laethúla a rianú. Mar sin féin, beidh cobhsaíocht fhadtéarmach ag teastáil ó stáisiún aimsire.

Smaointe Deiridh

Tá níos mó i gceist leo ná 'méadar solas na gréine' -- is droichead iad idir an ghrian agus an saol laethúil. Úsáidtear a gcuid tomhais chun nuálaíocht a thiomáint agus chun cinntí eolasacha a dhéanamh. Ligeann tuiscint dúinn conas agus cén áit a n-úsáidtear iad chun tuiscint a fháil ar an bhfuinneamh dofheicthe a chothaíonn ár bplainéad.

Cuimhnigh gurb é an chéad uair eile a fhéachann tú ar phainéal gréine, nó go n-úsáideann tú app aimsire chun an réamhaisnéis a sheiceáil, tá piranaiméadar áit éigin ag obair go crua, ag athrú solas na gréine i sonraí.