Sistema de monitoreo solar EKO STR-21G-S2

Cómo está armado el sistema

El sistema se basa en el seguidor solar STR-21G, con un nuevo ensamble de disco de sombreado que se puede montar sobre un brazo del seguidor. En combinación con el nuevo piranómetro secundario estándar MS-80 y el pirheliómetro de primera clase MS-57, el STR-21G-S2 es el sistema de sensores “de gama alta” para la investigación en energía solar.

El STR-21G-S2 se puede configurar libremente para medir, del modo más preciso, los componentes de la radiación solar que se requieran. Así se puede armar una solución rentable para cada aplicación. En condiciones climáticas adversas se puede usar el ventilador y calefactor MV-01. El pirheliómetro MS-57 tiene una ventana frontal calefactada para evitar la condensación y el hielo, que pueden afectar las mediciones.

Tres componentes y verificación cruzada

La radiación global se puede componer por la suma de la radiación directa ponderada por el coseno y la difusa. De esta manera, el seguidor solar con pirheliómetro y piranómetro sombreado proporciona los tres componentes de la radiación solar. Al añadir el MS-80 para mediciones de GHI, los datos se pueden verificar comparando los valores medidos con el GHI calculado.

Exclusivo de este sistema: los radiómetros de EKO pueden muestrear mucho más rápido que los sensores solares tradicionales. Las tasas de muestreo más rápidas permiten que el sensor capture con mayor precisión el valor de irradiancia pico en condiciones atmosféricas variables y reducen la incertidumbre de medición de los valores promediados de un minuto.

Usos y aplicaciones

Producción de energía fotovoltaica

La radiación solar no es solo la fuerza impulsora de los fenómenos meteorológicos terrestres; también lo es de la energía solar fotovoltaica. Un día de energía solar recibida en la Tierra supera el consumo total anual de energía del mundo. Aprovechar esta fuente inagotable, ya sea por transformación directa de energía radiante en electricidad o por producción indirecta de energía a través del viento, las mareas, etc., parece el camino obvio.

En este contexto, las mediciones de radiación solar son de interés primordial para aplicaciones como evaluaciones de recursos solares específicos del sitio, evaluación de rendimiento FV y pronóstico de recursos solares, entre otras. Sin embargo, incluso en los sistemas de medición más realistas, la dificultad está en los detalles. Las mediciones de radiación confiables y precisas requieren conocimiento y atención: piense en las influencias medioambientales (viento, lluvia/nieve, suciedad), la recalibración (bianual) y, por supuesto, el procesamiento de datos, los efectos espectrales, etc. El resto de este texto ofrece información y recomendaciones de buenas prácticas.

Básicamente, las mediciones precisas de radiación se obtienen con dos componentes: un piranómetro y un registrador de datos adecuados. En algunos casos, sobre todo en investigación científica, se puede usar una célula de referencia en paralelo al piranómetro. Pero las células de referencia también se usan con frecuencia para medir la radiación solar como radiómetros de banda ancha, y para ese uso sigue existiendo un problema con su selectividad espectral. Un piranómetro, con respuesta espectral de banda ancha, mide de forma homogénea la radiación solar recibida; en cambio, las células de referencia están limitadas a su sensibilidad espectral específica, por lo que no miden la radiación solar de forma igual ni tan homogénea como los piranómetros.

Como se ha mencionado, los sensores de radiación son instrumentos físicos que proporcionan mediciones precisas si se siguen unas recomendaciones básicas. Todo usuario de sensores de radiación necesita conocer la calidad de sus mediciones. Teniendo en cuenta unas reglas simples, los datos generados por el radiómetro cumplirán sobradamente con la necesidad de la aplicación.

Mediciones de DNI con pirheliómetro

La Irradiancia Solar Normal Directa (DNI) representa el componente solar directo y supone alrededor del 80% del total de energía solar sobre la Tierra. Fuera de la atmósfera (AM0), la irradiancia solar se considera una constante (1367 W/m2) que fluctúa ligeramente en ciclos de 11 años. La DNI en la superficie de la Tierra es altamente variable debido a las condiciones atmosféricas (nubes, aerosoles, vapor de agua y moléculas).

La DNI puede medirse con un pirheliómetro (MS-56 o MS-57) instalado sobre un seguidor solar, que sigue el curso del Sol durante el día. El seguidor solar es totalmente autónomo y se puede conectar a un registrador de datos para monitorear la posición exacta durante el seguimiento solar.