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輻射測量,旋轉(zhuǎn)測光系統(tǒng)低功耗高精度跟蹤器

更新時(shí)間:2021-11-23      瀏覽次數(shù):471

陽光到達(dá)地面首先必須經(jīng)過地球大氣層,其到達(dá)大氣外層與陽光路線垂直的平面上的平均輻照度為1367W/m^2(注:即太陽常數(shù),用 So 表示; 1981 年世界氣象組織(WMO)推薦了太陽常數(shù)的*佳值是 So=1367±7W·m^2)。即使在晴天,大部分的太陽光能直接到達(dá)地球,而在地球表面太陽能強(qiáng)度減小到 800 到 1100W/m^2,取決于當(dāng)?shù)氐拇髿獾耐该鞫群陀^測位置的海拔高度。(在高海拔地區(qū),會(huì)減少大氣對太陽能的散射和吸收作用)。


陽光從太陽盤面直接照射到與光路正交的表面,稱作直接輻射簡寫為 DNI。在大氣中散射的直接到達(dá)地面的陽光稱為散射輻射。散射輻射的標(biāo)準(zhǔn)測量在水平面上進(jìn)行,這個(gè)測量叫做散射水平輻射,或者簡化為“散射"簡寫為 DHI。太陽的 DHI和 DNI到達(dá)水平表面稱為總水平輻射,通常簡稱為總輻射,簡寫為 GHI。DNI入射水平面的角度稱為太陽天頂角,或者解釋為從地球上頭頂一點(diǎn)到太陽圓盤中心之間的測量角。在日出和日落時(shí)天頂角為 90度,沒有直射輻射到達(dá)水平面(更復(fù)雜的是直射光折射進(jìn)入大氣,折射角度角度大于日出和日落的角度,這樣一來,當(dāng)太陽看起來還在地平線之上,但事實(shí)上卻在地平線之下)。

方程涉及了三個(gè)輻射參數(shù):GHI=DHI+DNI×COS(天頂角)RS-R3型測光系統(tǒng)是2011年*新升級(jí)版本,相對于以前歐美生產(chǎn)的類似產(chǎn)品,做出了很多改進(jìn),關(guān)鍵部件和傳感器仍然使用原廠*新產(chǎn)品,在設(shè)備的算法和校正方面做出了優(yōu)化,并且對于每一臺(tái)設(shè)備都在國家輻射計(jì)量中心的進(jìn)行了檢定。

RS-R3 型測光系統(tǒng)(直接輻射,散射輻射,總輻射的簡單高精度獲取辦法):

RS-R3設(shè)置為每 3秒測量 GHI一次,以一分鐘為間隔求均值并貯存數(shù)據(jù),然后存儲(chǔ)。基于數(shù)據(jù)采集器非常的內(nèi)置時(shí)鐘,至少每半分鐘 RS-R3的遮蔽帶就會(huì)旋轉(zhuǎn)遮光一次。在部分多云天,輻射變化很快時(shí),旋轉(zhuǎn)會(huì)更加頻繁。輻射的專有程序解析了一系列旋轉(zhuǎn)期間的快速測量,來識(shí)別影子信息,計(jì)算 DNI和 DHI。測量平均后,和GHI一起存儲(chǔ)在數(shù)采輸出表格中。標(biāo)準(zhǔn) RS-R3編碼為 1分鐘輸出表格。

組成

標(biāo)準(zhǔn)的 RS-R3 是一個(gè)自動(dòng)采集器系統(tǒng),包含了 RS-R3 主體部件,電機(jī)控制器,安裝桿和數(shù)采機(jī)箱。光探測傳感器是一個(gè)安裝在橫臂前端的黑色圓柱體;傳感器下方的彎曲黑帶是旋轉(zhuǎn)遮蔽帶;

右邊控制遮蔽帶旋轉(zhuǎn)的銀色圓盒體就是電機(jī)盒;傳感器的信號(hào)電纜沿著橫臂和支撐臂與電機(jī)盒的航插電纜一并送至數(shù)據(jù)采集箱;機(jī)箱內(nèi)部裝的是數(shù)據(jù)采集器、氣壓傳感器、 RS-R3 電機(jī)控制器、密封鉛酸凝膠型蓄電池和 PV 控制器;還有溫濕度傳感器以及用于電池充電和維持系統(tǒng)運(yùn)行的太陽能電池板。


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