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O Sol

Medição de radiação solar

Medição de radiação solar

A energia solar é o resultado do processo de fusão nuclear que ocorre no sol. Esta energia é o motor que impulsiona o nosso ambiente, sendo a energia solar que atinge a superfície da Terra 10.000 vezes maior do que a energia consumida atualmente por toda a humanidade.

Radiação é a transferência de energia na forma de radiação eletromagnética. O Sol produz essas ondas eletromagnéticas e as emite em todas as direções.

A radiação solar é medida pela sua potência energética transferida por unidade de área (w/m²). Em geral, a Terra recebe menos de 0,5 × 10 −9 da energia de sua radiação do Sol.

A unidade funcional que descreve a radiação solar que chega a uma superfície plana da Terra é a irradiância solar.

Como a radiação solar é medida?

Sensores de radiação são sistemas de medição para determinar a radiação solar global, resposta espectral, eficiência quântica externa e eficiência quântica interna de células solares.

Um ponto fundamental a ter em conta é a duração do sol. Uma maneira simples de registrar as horas de luz solar é usar um registrador de luz solar, um sistema de cartão que concentra a luz solar. Uma marca é gravada na mesa de registro se a luz solar for mais significativa que 200W/m2. Portanto, o número de horas de sol é determinado como o número de horas que o sol brilha.

Para medir a quantidade de radiação solar recebida, distinguimos três métodos:

1. Medição da radiação solar direta

Podemos medir a Irradiância Normal Direta (DNI) ou radiação de feixe na superfície da Terra em um determinado local com um elemento de superfície perpendicular ao Sol. Exclui a radiação solar difusa. Com venezianas, apenas a radiação do sol e a região de um céu anular muito próximo do sol são medidas.

Todos os pireliômetros devem ser montados em um mecanismo que permita o controle preciso do sol.

2. Medição da radiação global e difusa

Medição de radiação solarA radiação difusa é a radiação solar que atinge a superfície da Terra após ser espalhada por moléculas ou partículas na atmosfera.

Se o céu estiver coberto de nuvens, a maior parte da luz solar direta não atinge o solo. Em vez disso, o que desce é refratado por gotículas de água suspensas no ar. As nuvens dispersam a luz do céu e, como resultado, a luz branca atinge a terra.

A radiação global é definida como a radiação solar recebida de um ângulo sólido de 2π esterradianos em uma superfície horizontal. Assim, a radiação global inclui aquela obtida diretamente do disco solar e também a radiação difusa do céu espalhada pela atmosfera.

A radiação global é medida com o piranômetro. Para medir apenas a componente difusa da radiação solar, a componente direta é coberta por uma tela ou sistema de sombreamento. 

3. Medição de radiação infravermelha

A radiação infravermelha, ou radiação IR, é um tipo de radiação eletromagnética com comprimento de onda maior que a luz visível. Usamos pirgeômetros para medi-lo.

A radiação IR é frequentemente associada aos conceitos de “calor” e “radiação térmica”, uma vez que qualquer objeto com temperatura emite radiação nesta faixa.

A maioria deles elimina comprimentos de onda curtos usando filtros que exibem transparência constante em comprimentos de onda longos, sendo quase opacos em comprimentos de onda mais curtos.

A energia infravermelha de ondas curtas vem diretamente do sol, mas não parece calor. Em vez disso, transforma-se em calor quando atinge um objeto. A energia infravermelha de ondas longas é o calor irradiado por um objeto que recebeu radiação infravermelha de ondas curtas.

Instrumentos de medida

Para medir a radiação solar, são utilizados diversos instrumentos projetados especificamente para capturar e quantificar a energia solar que atinge um determinado local.

Medição de radiação solarAlguns dos instrumentos mais comuns para medir a radiação solar incluem:

  • Pireliômetro : Este aparelho mede a radiação solar direta e consiste em um sensor que coleta a radiação da luz solar incidente em um ângulo de 90 graus. Fornece uma leitura precisa da radiação solar direta.
  • Pirgeômetro : Ao contrário do pireliômetro, o pirgeômetro é usado para medir a radiação solar total, incluindo radiação direta e radiação difusa. É especialmente útil para calcular a radiação líquida em um local.
  • Pirranômetro : Este instrumento mede a radiação solar global, que inclui radiação direta e radiação difusa. É amplamente utilizado na indústria de energia solar para avaliar o potencial de geração de energia em um local.
  • Sensor de radiação solar ultravioleta (UV) : Esses sensores medem a radiação ultravioleta do sol, o que é importante para avaliar os níveis de radiação UV que podem afetar a saúde humana e os sistemas de proteção solar.
  • Sensor de radiação solar global : Semelhante ao piranômetro, esses sensores medem a radiação solar total que atinge uma superfície, incluindo radiação direta e difusa. Eles são usados ​​em aplicações como meteorologia e energia solar.
  • Radiômetro solar : Esses dispositivos portáteis medem a radiação solar em tempo real e são úteis para avaliar a intensidade da radiação solar em diferentes momentos e locais.
Autor:
Data de Publicação: 8 de julho de 2021
Última Revisão: 24 de outubro de 2023