Chúng tôi biết rằng mặt trời là chính nguồn năng lượng trên trái đất. Vì vậy, bằng cách sử dụng này, việc sản xuất năng lượng có thể được thực hiện thông qua thu hoạch năng lượng mặt trời. Vì vậy, sự sống trên trái đất là không đổi vì mặt trời tạo ra đủ nhiệt năng để giữ ấm cho đất, và năng lượng này ở dạng bức xạ điện từ. Nói chung, nó được gọi là bức xạ mặt trời. Bức xạ mặt trời này đến trái đất qua bầu khí quyển bằng cách hấp thụ, phản xạ và tán xạ. Vì vậy, nó dẫn đến việc giảm năng lượng trong mật độ thông lượng. Việc giảm năng lượng này là rất quan trọng bởi vì sự mất mát trên 30% sẽ xảy ra khi có nắng, trong khi tổn thất 90% sẽ xảy ra vào ngày nhiều mây. Vì vậy, bức xạ tối đa tiếp xúc với bề mặt trái đất qua bầu khí quyển phải dưới 80%. Nên năng lượng mặt trời phép đo có thể được thực hiện bằng một công cụ như Pyrheliometer.
Pyrheliometer là gì?
Định nghĩa: Pyrheliometer là một loại dụng cụ, được sử dụng để đo chùm bức xạ mặt trời trực tiếp ở mức độ thường xuyên. Công cụ này được sử dụng với một cơ chế theo dõi để theo dõi mặt trời liên tục. Nó đáp ứng với các dải bước sóng từ 280 nm đến 3000 nm. Đơn vị của bức xạ là W / m². Những thiết bị này được sử dụng đặc biệt cho mục đích theo dõi thời tiết & nghiên cứu khí hậu.
Dụng cụ đo nhiệt độ
Nguyên lý làm việc và cấu tạo Pyrheliometer
Cấu trúc bên ngoài của dụng cụ Pyrheliometer trông giống như một kính thiên văn vì nó là một ống dài. Bằng cách sử dụng ống này, chúng ta có thể phát hiện thấu kính hướng về phía mặt trời để tính toán bức xạ. Cấu trúc cơ bản của Pyrheliometer được hiển thị bên dưới. Ở đây ống kính có thể được hướng theo hướng của mặt trời & bức xạ mặt trời sẽ truyền khắp ống kính, sau ống đó & cuối cùng là ở phần cuối cùng nơi cách nhau cuối cùng bao gồm một vật thể màu đen ở phía dưới.
Bức xạ của mặt trời đi vào thiết bị này thông qua một cửa sổ thạch anh tinh thể và trực tiếp đến nhiệt nhiệt. Vì vậy, năng lượng này có thể được thay đổi từ nhiệt thành tín hiệu điện có thể được ghi lại.
Hệ số hiệu chuẩn có thể được áp dụng sau khi thay đổi tín hiệu mV thành thông lượng năng lượng bức xạ tương ứng và nó được tính bằng W / m² (watt trên mét vuông). Loại thông tin này có thể được sử dụng để tăng bản đồ Cách ly. Nó là một phép đo năng lượng mặt trời, được nhận trên một vùng bề mặt cụ thể trong một thời gian cụ thể để thay đổi xung quanh Quả cầu. Hệ số cách ly cho một khu vực cụ thể rất hữu ích khi thiết lập các tấm pin mặt trời.
Sơ đồ mạch Pyrheliometer
Sơ đồ mạch của nhiệt kế được hiển thị bên dưới. Nó bao gồm hai dải bằng nhau được chỉ định với hai dải S1 & S2 có diện tích ‘A’. Ở đây, một cặp nhiệt điện được sử dụng trong đó một đầu nối của nó có thể được kết nối với S1 trong khi đầu kia được kết nối với S2. Đáp ứng điện kế có thể được kết nối với cặp nhiệt điện.
Dải S2 được nối với mạch điện bên ngoài.
Mạch Pyrheliometer
Khi cả hai dải đều được bảo vệ khỏi bức xạ của mặt trời, thì điện kế minh họa không có sự lệch hướng vì cả hai điểm nối đều ở nhiệt độ bằng nhau. Bây giờ dải ‘S1’ tiếp xúc với bức xạ mặt trời & S2 được bảo vệ bằng một tấm che như M. Khi dải S1 nhận bức xạ nhiệt từ mặt trời, nhiệt độ dải sẽ tăng lên, do đó điện kế minh họa sự lệch hướng.
Khi dòng điện được cung cấp xuyên suốt dải S2, khi đó nó được điều chỉnh và điện kế minh họa không có sự lệch hướng. Bây giờ, một lần nữa cả hai dải đều ở nhiệt độ bằng nhau.
Nếu lượng bức xạ nhiệt xuất hiện trên một diện tích đơn vị trong thời gian đơn vị trên dải S1 là ‘Q’ & đồng hiệu suất hấp thụ của nó, do đó lượng bức xạ nhiệt được hấp thụ qua dải S1 S1 trong đơn vị thời gian là ‘QAa’. Ngoài ra, nhiệt sinh ra theo đơn vị thời gian trong dải S2 có thể được cho qua VI. Ở đây, ‘V’ là hiệu điện thế & ‘I’ là cường độ dòng điện chạy qua nó.
Khi nhiệt lượng hấp thụ tương đương với nhiệt lượng tỏa ra, do đó
QAa = VI
Q = VI / Aa
Bằng cách thay thế các giá trị của V, I, A và a, giá trị của ‘Q’ có thể được tính.
Các loại khác nhau
Có hai các loại Pyrheliometers như SHP1 và CHP1
SHP1
Loại SHP1 là phiên bản tốt hơn so với loại CHP1, vì nó được thiết kế với giao diện bao gồm cả Modbus o / p analog và RS-485 kỹ thuật số được cải tiến. Thời gian phản hồi của loại đồng hồ này dưới 2 giây và hiệu chỉnh nhiệt độ được tính toán độc lập sẽ dao động từ -40 ° C đến + 70 ° C.
CHP1
Loại CHP1 là máy đo bức xạ được sử dụng thường xuyên nhất được sử dụng để đo trực tiếp bức xạ mặt trời. Đồng hồ này bao gồm một đầu báo nhiệt điện cũng như hai cảm biến nhiệt độ . Nó tạo ra o / p tối đa như 25mV dưới các tình huống thông thường trong khí quyển. Loại thiết bị này hoàn toàn tuân theo các tiêu chuẩn mới nhất do ISO và WMO đặt ra về các tiêu chí của Pyrheliometer.
Sự khác biệt giữa Pyrheliometer và Pyranometer
Cả hai công cụ như Pyrheliometer & Áp kế được sử dụng để tính toán bức xạ mặt trời. Chúng có liên quan với nhau trong ý định của họ nhưng có một số điểm khác biệt trong cấu tạo và nguyên tắc làm việc của chúng.
| Áp kế | Pyrheliometer |
| Nó là một loại máy đo axit chủ yếu được sử dụng để đo bức xạ mặt trời trên bề mặt phẳng. | Dụng cụ này được sử dụng để đo bức xạ mặt trời tia trực tiếp. |
| Nó sử dụng nguyên tắc phát hiện nhiệt điện | Trong đó, nguyên tắc phát hiện nhiệt điện được sử dụng |
| Trong trường hợp này, phép đo nhiệt độ tăng dần có thể được thực hiện thông qua các cặp nhiệt điện được liên kết nối tiếp, nếu không thì mắc nối tiếp song song để tạo ra nhiệt điện. | Bằng cách này, nhiệt độ tăng dần có thể được tính toán thông qua các cặp nhiệt điện được mắc nối tiếp / nối tiếp song song để tạo ra nhiệt dịch. |
| Điều này thường được sử dụng trong các trạm nghiên cứu khí tượng | Điều này cũng được sử dụng trong các trạm nghiên cứu khí tượng |
| Công cụ này tính toán bức xạ mặt trời toàn cầu. | Công cụ này tính toán bức xạ mặt trời trực tiếp. |
Ưu điểm
Các ưu điểm của Pyrheliometer bao gồm những điều sau đây.
- Tiêu thụ điện năng rất thấp
- Hoạt động từ nhiều nguồn cung cấp điện áp
- Độ chắc chắn
- Ổn định
Ứng dụng Pyrheliometer
Các ứng dụng của công cụ này bao gồm những điều sau đây.
- Khí tượng khoa học
- Quan sát khí hậu
- Nghiên cứu thử nghiệm vật liệu
- Ước tính hiệu suất của bộ thu năng lượng mặt trời
- Thiết bị PV
Câu hỏi thường gặp
1). Công dụng quan trọng nhất của Pyrheliometer là gì?
Các thiết bị này được sử dụng để đo chùm bức xạ mặt trời trực tiếp.
2). Sự khác biệt giữa Pyrheliometer và pyranometer ở đâu?
Pyrheliometer dùng để đo tia nắng trực tiếp trong khi pyranometer dùng để đo tia nắng khuếch tán.
3). Lợi ích quan trọng của Pyrheliometers là gì?
Chúng cung cấp độ tin cậy và độ bền cao
4). Những công dụng của Pyrheliometer là gì?
Dụng cụ này được sử dụng chủ yếu cho các phép đo hoặc quan sát khí hậu, khí tượng và khoa học.
5). Bức xạ tối đa mà thiết bị này cung cấp là bao nhiêu?
Nó có thể đo bức xạ tối đa 4000 W trên một mét vuông.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về nhiệt kế bao gồm cấu tạo, cách làm việc, mạch điện, sự khác biệt với pyranometer, ưu điểm và ứng dụng. Đây là một câu hỏi cho bạn, nhược điểm của nhiệt kế là gì?
