BF5: sensor de radiación solar global y difusa

Un sensor de radiación solar para muchos usos

El BF5 mide la radiación solar incidente con un conjunto de fotodiodos cubiertos por un patrón de sombreado único, generado por computadora. Un microprocesador separa los componentes global y difuso de la radiación y determina si hay sol o no.

La radiación global y la difusa salen por dos salidas analógicas de voltaje, y a partir de ellas se obtiene la radiación directa; el estado de insolación se entrega por una salida digital. Las tres salidas se conectan a los canales correspondientes de los registradores de datos GP1 o GP2, o de otros registradores habituales en el monitoreo ambiental. Un calefactor interno mantiene el BF5 libre de rocío, hielo y nieve hasta -20 °C.

Duración de la insolación

Las horas de sol se calculan de forma indirecta, con una ecuación sencilla que parte de la radiación PAR total (Photosynthetically Active Radiation) y de la relación entre la PAR total y la directa. El algoritmo sigue de cerca el umbral de la Organización Meteorológica Mundial (WMO) para la insolación: 120 W.m-2 en el haz solar directo. Como no hay que ajustarlo ni moverlo para seguir al sol, tiene una ventaja clara frente a los equipos con anillo de sombra.

Integración con el sistema SunScan

El BF5 puede formar parte del sistema de análisis del dosel SunScan. La sonda SunScan es una barra de sensores de luz de 1 m de largo que mide cuánta PAR interceptan las copas de las plantas y estima el LAI (índice de área foliar). Con el BF5, el sistema gana precisión y se puede usar aun cuando la luz cambia.

Aplicaciones

Fuera del SunScan, sus salidas alternativas lo hacen útil en estudios de fotosíntesis, de iluminación y de energía solar.

En sistemas de gestión de energía de edificios (BEMS), el BF5 puede comandar la apertura y el cierre de persianas según la luz solar. Como mide a la vez la energía de la luz directa y la radiación total, ayuda a aprovechar mejor la luz natural y la ganancia solar, y reduce el deslumbramiento para quienes ocupan el edificio.

BF5 y piranómetro SPN1

El piranómetro de insolación SPN1 es la versión de precisión del BF5. Comparten algunas características, pero tienen diferencias importantes, que se resumen en el documento “Ficha comparativa SPN1 y BF5”.

Especificaciones

Salidas simultáneas de radiación total, radiación difusa y estado de insolación. La salida se configura de antemano en unidades PAR, de energía o de iluminancia (lux).

Por configuración de salida (PAR / energía / iluminancia):

• Unidades: µmol.m-2.s-1 / W.m-2 / klux
• Precisión global, radiación total: ±10 µmol.m-2.s-1 ±12% / ±5 W.m-2 ±12% / ±0,600 klux ±12%
• Precisión global, radiación difusa: ±10 µmol.m-2.s-1 ±15% / ±20 W.m-2 ±15% / ±0,600 klux ±15%
• Resolución: 0,6 µmol.m-2.s-1 / 0,3 W.m-2 / 0,060 klux
• Rango: 0-2500 µmol.m-2.s-1 / 0-1250 W.m-2 / 0-200 klux
• Sensibilidad de la salida analógica: 1 mV = 1 µmol.m-2.s-1 / 1 mV = 0,5 W.m-2 / 1 mV = 0,100 klux
• Rango de la salida analógica: 0-2500 mV / 0-2500 mV / 0-2000 mV

Datos generales:

• Precisión de las horas de sol: ±10% frente a la definición de la WMO
• Precisión de la corrección de coseno: ±10% de la radiación incidente entre 0-90° de ángulo cenital
• Precisión en ángulo azimutal: ± 5% en una rotación de 360°
• Coeficiente de temperatura: ± 0,15 % /°C (típico)
• Rango de temperatura: -20 a + 50°C con pilas alcalinas; -20 a + 70°C con pilas de litio
• Estabilidad: se recomienda recalibrar cada 2 años
• Tiempo de respuesta: < 250 ms
• Respuesta espectral: 400-700 nm
• Latitud: -90° a + 90°
• Protección ambiental: IP65 (a prueba de lluvia y polvo)
• Estado de insolación por cierre de contacto: sin sol = circuito abierto; con sol = cortocircuito a tierra
• Batería interna: 2 pilas alcalinas AA de 1,5 V
• Consumo: 2 mA (activo), <30 µA (en reposo)
• Alimentación del calefactor: 12 V – 15 VDC, hasta 1,5 A
• Duración de la batería: 1 año (típico)
• Tensión de entrada con batería interna: 1,4 a 3,6 VDC
• Tensión de entrada con alimentación externa: 5 a 15 VDC
• Disparo del fusible en la señal de estado de insolación (modo de cierre de contacto): 0,5 A, 30 V (rearme automático)
• Tensión máxima en la salida de estado de insolación, en modo de cierre de contacto: 0 a 24 V
• Conector RS232: M12 de 5 pines
• Conector de salida de señal y entrada de alimentación: M12 de 8 pines
• Montaje: rosca para trípode de cámara (¼ de pulgada Whitworth) y orificios para 4 pernos M4 en las esquinas de la caja
• Tamaño y peso: 120 mm x 122 mm x 95 mm, 635 g