Apa itu Pyranometer: Konstruksi, Jenis & Aplikasi
Matahari menghasilkan radiasi pada rentang panjang gelombang 0,15 sampai 4,0 µm yang dikenal sebagai spektrum matahari. Besarnya radiasi ini disebut radiasi matahari global atau kadang disebut radiasi gelombang pendek. Radiasi matahari global dapat terjadi ketika kedua radiasi matahari seperti langsung & menyebar diterima dari belahan bumi pada bidang pyranometer.
Sulit untuk mengetahui perkembangan lingkungan di bumi yang didorong langsung sebaliknya secara tidak langsung melalui energi matahari. Pengukuran radiasi matahari global digunakan dalam berbagai aplikasi untuk berbagai keperluan. Energi matahari menentukan efisiensi panel karena panel-panel ini akan mengubah energi dari energi matahari menjadi energi listrik.
Besarnya radiasi elektromagnetik pada panel surya dapat diukur untuk mengetahui seberapa besar daya yang dapat digunakan panel surya dari matahari. Untuk mengatasinya, pyranometer digunakan untuk mengukur radiasi matahari dari segala arah.
Apa itu Pyranometer?
Definisi: Jenis aktinometer yang digunakan untuk mengukur pancaran energi matahari dalam lokasi pilihan serta kerapatan fluks radiasi matahari. Kisaran radiasi matahari berkisar antara 300 & 2800 nm.
Satuan SI iradiasi adalah W/m² (watt / meter persegi). Biasanya, ini digunakan di bidang penelitian seperti pemantauan klimatologi & cuaca, tetapi perhatian saat ini menunjukkan minat pada pyranometer untuk energi matahari di seluruh dunia.
Organisasi Meteorologi Dunia atau WMO (World Meteorological Organization) mengadopsi perangkat ini yang diubah sehubungan dengan standar ISO 9060. Perangkat ini distandarisasi tergantung pada WRR (World Radiometric Reference) dan dilanjutkan melalui WRC (World Radiation Center), Davon di Swiss.
Desain / Konstruksi Pyranometer
Desain atau konstruksi pyrometer dapat dilakukan dengan menggunakan tiga komponen berikut.
Thermopile
Sesuai namanya, ia menggunakan termokopel yang digunakan untuk melihat perbedaan suhu antara dua permukaan. Ini adalah panas (berlabel aktif) dan dingin (referensi) yang sesuai. Permukaan aktif berlabel adalah permukaan hitam berbentuk datar dan terpapar ke atmosfer.
Permukaan referensi bergantung pada tingkat kesulitan pyranometer karena berubah dari termopile kontrol kedua menjadi penutup pyranometer itu sendiri.
Kubah Kaca
Kubah kaca di pyrometer membatasi respons spektral dari 300 nm hingga 2800 nm dari 180 derajat pandangan. Ini juga melindungi sensor thermopile dari hujan, angin, dll. Konstruksi kubah kedua ini memberikan perlindungan radiasi ekstra di antara kubah bagian dalam & sensor dibandingkan dengan kubah tunggal karena kubah kedua akan mengurangi offset instrumen.
Disc Okultasi
Piringan okultasi terutama digunakan untuk mengukur radiasi balok pemblokiran & radiasi difus dari permukaan panel.
Prinsip Kerja Pyranometer
Prinsip kerja pyranometer terutama bergantung pada perbedaan pengukuran suhu antara dua permukaan seperti gelap dan bening. Radiasi matahari dapat diserap oleh permukaan hitam pada termopile sedangkan permukaan bening mereproduksinya, sehingga lebih sedikit panas yang dapat diserap.
Thermopile memainkan peran kunci dalam mengukur perbedaan suhu. Perbedaan potensial yang terbentuk di dalam termopile disebabkan oleh gradien suhu antara dua permukaan. Ini digunakan untuk mengukur jumlah radiasi matahari.
Namun, tegangan yang dihasilkan dari termopile dihitung dengan bantuan potensiometer. Informasi radiasi perlu dimasukkan melalui planimetri atau integrator elektronik.
Jenis Pyranometer
Pyranometer thermopile
Jenis pyranometer ini digunakan untuk mengukur kerapatan fluks radiasi matahari dari sudut 180°. Biasanya, ini mengukur 300nm hingga 2800 nm dengan sensitivitas spektral yang sangat tinggi.
Generasi pertama pyranometer ini menyertakan sensor yang bekerja sebagai bagian aktif dengan membagi sektor hitam-putih secara merata. Iradiasi diukur dari dua sektor seperti putih & hitam dalam suhu. Di sini, sektor hitam terpapar sinar matahari sedangkan sektor putih tidak terpapar matahari.
Pyranometer ini biasanya digunakan dalam klimatologi, meteorologi, fisika teknik bangunan, sistem fotovoltaik & penelitian perubahan iklim.
Pyranometer berbasis Photodioda
Pyrometer berbasis Photodioda juga dikenal sebagai pyrometer silikon. Ini digunakan untuk mendeteksi segmen spektrum matahari antara 400 nm & 900 nm. Photodioda ini mengubah frekuensi spektrum matahari menjadi arus dengan kecepatan tinggi. Perubahan ini akan dipengaruhi oleh suhu dengan kenaikan arus yang dihasilkan oleh kenaikan suhu.
Jenis pyranometer ini dijalankan di mana pun jumlah iradiasi spektrum matahari yang terlihat perlu diukur dan dapat dilakukan dengan menggunakan dioda dengan respons spektral yang tepat.
Ini digunakan dalam bioskop, teknik pencahayaan & fotografi; terkadang ini terkait erat dengan modul sistem fotovoltaik.
Kelebihan dan Kekurangan
Keuntungan dan kerugian pyranometer ditunjukkan dibawah ini
- Koefisien suhu sangat kecil
- Standarisasi dengan standar ISO
- Pengukuran rasio kinerja & indeks kinerja akurat.
- Waktu respon lebih lama dibandingkan dengan sel PV
Kekurangan dari pyranometer adalah, sensitivitas spektralnya tidak sempurna, sehingga tidak dapat mengamati spektrum matahari secara lengkap. Sehingga kesalahan dalam pengukuran bisa terjadi.
Aplikasi Pyranometer
Aplikasinya adalah
- Data intensitas matahari dapat diukur.
- Studi Klimatologi & Meteorologi
- Desain sistem PV
- Lokasi rumah kaca dapat ditetapkan.
- Mengharapkan persyaratan insulasi untuk struktur bangunan
Pertanyaan
1). Mengapa menggunakan pyranometer?
Ini digunakan untuk mengukur radiasi matahari di atas permukaan planar
2). Apa perbedaan antara Pyrheliometer dan pyranometer?
Pyranometer digunakan untuk mengukur energi matahari yang tersebar sedangkan Pyrheliometer digunakan untuk mengukur energi matahari secara langsung.
3). Bagaimana cara mengukur radiasi matahari?
Radiasi matahari dapat diukur dari keseluruhan panjang gelombang tenaga surya untuk setiap kejadian satuan luas di atmosfer yang lebih tinggi di bumi. Ini dihitung tegak lurus terhadap sinar matahari yang diterima.
4). Siapa yang menemukan pyranometer?
Itu ditemukan pada tahun 1893 oleh fisikawan & ahli meteorologi Swedia yaitu Angstrom & Anders Knutsson.
5). Instrumen apa yang mengukur sinar matahari?
Pyranometer digunakan untuk mengukur sinar matahari.
Jadi, ini semua tentang gambaran umum pyranometer yang digunakan untuk mengukur radiasi matahari berdasarkan standar terbaru. Ini diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan standar sekunder ISO 9060 seperti kelas satu atau kelas dua. Ini memberikan keluaran analog atau digital dan digunakan secara luas dalam meteorologi, energi matahari & pemantauan PV.