Solar Energia
El mesurament de la radiació solar permet avaluar el recurs solar disponible en una ubicació, dimensionar instal·lacions fotovoltaiques i analitzar el rendiment energètic de sistemes ja instal·lats. Per a això s' utilitzen diferents instruments que mesuren els diferents components de la radiació que arriba a la superfície terrestre.
A més, en alguns casos també es mesura la insolació, és a dir, la durada efectiva de la radiació solar. Tradicionalment, aquest valor s'obté mitjançant registradors d'hores de sol, que registren la presència de sol efectiu quan la irradiància supera aproximadament els 120 W/m².
Tipus de radiació solar que es mesuren
La radiació solar es descompon en diferents components segons el seu origen i comportament a l' atmosfera. Cadascú requereix mètodes de mesurament específics.
Radiació directa (DNI)
La radiació directa correspon a la Irradiància Normal Directa (DNI), que és la radiació que arriba directament des del Sol sense haver estat dispersada per l'atmosfera. Es mesura sobre una superfície perpendicular als raigs solars.
Aquest tipus de radiació és especialment rellevant en tecnologies de concentració solar (CSP) i en estudis avançats del recurs solar.
Radiació global (GHI) i difusa
La radiació difusa, per la seva banda, és la part de la radiació solar que ha estat dispersada per l' atmosfera abans d' arribar al sòl, especialment en condicions nuvoloses o amb aerosols.
Radiació infraroja (ona llarga)
La radiació infraroja o d' ona llarga no procedeix directament del Sol en la seva majoria, sinó de l' atmosfera i la superfície terrestre, que emeten energia tèrmica després d' absorbir radiació solar.
Aquesta component forma part del balanç energètic del sistema Terra-atmosfera i és clau en estudis climàtics.
Instruments per mesurar la radiació solar
El mesurament de la radiació solar es realitza mitjançant instruments específics que permeten quantificar cada component amb precisió. L' elecció de l' equip depèn del tipus de radiació i del nivell d' exactitud requerit.
Pirheliòmetre: mesurament de radiació directa (DNI)
Per obtenir mesuraments precisos, s'ha d'instal·lar en un sistema de seguiment solar que el mantingui alineat amb el Sol durant tot el dia, ja que qualsevol desviació angular pot afectar la lectura.
S'utilitza principalment en estacions de referència, investigació climàtica i plantes solars de concentració (CSP), on la radiació directa és el paràmetre clau.
Piranòmetre: mesurament de radiació global i difusa
El piranòmetre és l' instrument més utilitzat en energia fotovoltaica. Mesura la radiació global horitzontal (GHI), és a dir, la suma de radiació directa i difusa sobre una superfície horitzontal.
Funciona mitjançant sensors tèrmics o fotodiodes protegits per una cúpula de vidre, que garanteix una resposta uniforme independentment de l' angle d' incidència de la radiació.
Mitjançant sistemes d' ombreig, també pot mesurar únicament la radiació difusa, permetent descompondre el balanç de radiació solar.
Aquest instrument és fonamental per estimar la producció energètica d'instal·lacions fotovoltaiques i validar el seu rendiment real.
Pirgeòmetre: mesurament de radiació infraroja
El pirgeòmetre mesura la radiació infraroja d' ona llarga emesa per l' atmosfera i la superfície terrestre.
No mesura radiació solar directa, sinó l' intercanvi tèrmic entre la Terra i el seu entorn, per la qual cosa s' utilitza en estudis de balanç energètic i climatologia.
Aquests sensors filtren la radiació d' ona curta per centrar-se exclusivament en la radiació infraroja, generalment per sobre de 4 μm.
Sensors de radiació ultraviolada (UV)
Els sensors de radiació ultraviolada mesuren la intensitat de la radiació UV procedent del Sol, especialment en les bandes UV-A i UV-B.
Tot i que no influeixen directament en la producció fotovoltaica, el seu mesurament és important per analitzar la degradació de materials, l' envelliment de mòduls solars i l' exposició solar ambiental.
Aquests sensors utilitzen fotodiodes i filtres òptics que aïllen la radiació ultraviolada de la resta de l'espectre solar.
Radiòmetres solars
Els radiòmetres solars són instruments portàtils dissenyats per mesurar la irradiància en temps real de forma ràpida.
S'utilitzen principalment en inspeccions tècniques, verificació d'instal·lacions fotovoltaiques i estudis preliminars del recurs solar en una ubicació.
Tot i que no assoleixen la precisió dels instruments de referència, ofereixen resultats fiables per a aplicacions operatives. Alguns models inclouen connectivitat digital, registre de dades i compensació automàtica de temperatura.
Estacions de mesurament solar
En aplicacions professionals, aquests instruments solen integrar-se en estacions meteorològiques solars, que combinen piranòmetres, pirheliòmetres i sensors ambientals.
Aquestes estacions permeten obtenir una visió completa del recurs solar i optimitzar el disseny i l'operació d'instal·lacions fotovoltaiques.