BF5: sensor de radiação solar global e difusa

O BF5 é um sensor de radiação solar versátil, para várias finalidades. Ele usa um conjunto de fotodiodos com um padrão de sombreamento único, gerado por computador, para medir a radiação solar incidente. Um microprocessador calcula os componentes global e difuso da radiação e determina o estado de insolação.

Duas saídas analógicas de tensão fornecem a radiação global e a difusa, das quais se obtém a radiação direta. O estado de insolação é indicado por uma saída digital. As três saídas podem ser ligadas aos canais adequados dos registradores de dados GP1 ou GP2 ou de outros registradores comuns no monitoramento ambiental. Um aquecedor interno mantém o BF5 livre de orvalho, gelo e neve até -20 °C.

Duração da insolação

O BF5 mede as horas de sol de forma indireta, com uma equação simples baseada na radiação PAR total (Photosynthetically Active Radiation) e na relação entre a PAR total e a direta. Esse algoritmo acompanha de perto o limiar da Organização Meteorológica Mundial (OMM) de 120 W.m-2 no feixe solar direto para a duração da insolação. Não é preciso ajustar nem reposicionar o BF5 para seguir o sol, uma vantagem clara sobre os equipamentos com anel de sombra.

Sistema de análise de dossel SunScan

O BF5 pode ser usado como parte do sistema de análise de dossel SunScan. A sonda SunScan é um conjunto de sensores de luz de 1 m de comprimento, adequado para medir a interceptação de PAR pelas copas das plantas e estimar o LAI (índice de área foliar). O BF5 melhora a precisão do SunScan e permite usá-lo mesmo com luz variável.

Aplicações

Além do papel no sistema SunScan, as saídas alternativas do BF5 permitem usá-lo no estudo da fotossíntese, da iluminação e na medição de energia solar.

Em sistemas de gerenciamento de energia de edifícios (BEMS), o BF5 pode comandar a abertura e o fechamento de persianas conforme a luz do sol. Como mede ao mesmo tempo a energia da luz direta e a radiação total, ajuda a aproveitar melhor a luz natural e o ganho solar, reduzindo o ofuscamento para os ocupantes do edifício.

Comparação com o piranômetro SPN1

O piranômetro de insolação SPN1 é uma versão de precisão do BF5. Os dois instrumentos têm algumas características em comum, mas também diferenças importantes, resumidas no documento “Ficha comparativa SPN1 e BF5”.

Especificações

Saídas simultâneas de radiação total, radiação difusa e estado de insolação. A saída pode ser predefinida em unidades PAR, de energia ou de iluminância (lux).

Por configuração de saída (PAR / energia / iluminância):

• Unidades: µmol.m-2.s-1 / W.m-2 / klux
• Precisão geral, radiação total: ±10 µmol.m-2.s-1 ±12% / ±5 W.m-2 ±12% / ±0,600 klux ±12%
• Precisão geral, radiação difusa: ±10 µmol.m-2.s-1 ±15% / ±20 W.m-2 ±15% / ±0,600 klux ±15%
• Resolução: 0,6 µmol.m-2.s-1 / 0,3 W.m-2 / 0,060 klux
• Faixa: 0-2500 µmol.m-2.s-1 / 0-1250 W.m-2 / 0-200 klux
• Sensibilidade da saída analógica: 1 mV = 1 µmol.m-2.s-1 / 1 mV = 0,5 W.m-2 / 1 mV = 0,100 klux
• Faixa da saída analógica: 0-2500 mV / 0-2500 mV / 0-2000 mV

Dados gerais:

• Precisão das horas de sol: ±10% em relação à definição da OMM
• Precisão da correção de cosseno: ±10% da radiação incidente entre 0-90° de ângulo zenital
• Precisão no ângulo azimutal: ± 5% em uma rotação de 360°
• Coeficiente de temperatura: ± 0,15 % /°C (típico)
• Faixa de temperatura: -20 a + 50°C com pilhas alcalinas; -20 a + 70°C com pilhas de lítio
• Estabilidade: recalibração recomendada a cada 2 anos
• Tempo de resposta: < 250 ms
• Resposta espectral: 400-700 nm
• Latitude: -90° a + 90°
• Proteção ambiental: IP65 (à prova de chuva e poeira)
• Estado de insolação por fechamento de contato: sem sol = circuito aberto; com sol = curto-circuito para o terra
• Bateria interna: 2 pilhas alcalinas AA de 1,5 V
• Consumo: 2 mA (ativo), <30 µA (em repouso)
• Alimentação do aquecedor: 12 V – 15 VDC, até 1,5 A
• Duração da bateria: 1 ano (típico)
• Tensão de entrada com bateria interna: 1,4 a 3,6 VDC
• Tensão de entrada com alimentação externa: 5 a 15 VDC
• Disparo do fusível no sinal de estado de insolação (modo de fechamento de contato): 0,5 A, 30 V (rearme automático)
• Tensão máxima na saída de estado de insolação, em modo de fechamento de contato: 0 a 24 V
• Conector RS232: M12 de 5 pinos
• Conector de saída de sinal e entrada de alimentação: M12 de 8 pinos
• Montagem: rosca para tripé de câmera (¼ de polegada Whitworth) e furos para 4 parafusos M4 nos cantos da caixa
• Tamanho e peso: 120 mm x 122 mm x 95 mm, 635 g