Sistema de monitoramento solar EKO STR-21G-S2

Como o sistema é montado

O sistema é baseado no rastreador solar STR-21G, com um novo conjunto de disco de sombreamento que pode ser montado em um braço do rastreador. Em combinação com o novo piranômetro padrão secundário MS-80 e o pireliômetro de primeira classe MS-57, o STR-21G-S2 é o sistema de sensores “high end” para pesquisa em energia solar.

O STR-21G-S2 pode ser configurado livremente para medir, da maneira mais precisa, os componentes da radiação solar necessários. Assim, é possível montar uma solução econômica para cada aplicação. Em condições climáticas adversas, podem ser usados o ventilador e o aquecedor MV-01. O pireliômetro MS-57 tem janela frontal aquecida para evitar a condensação e o gelo, que podem afetar as medições.

Três componentes e verificação cruzada

A radiação global pode ser composta pela soma da radiação direta ponderada pelo cosseno e da difusa. Desta forma, o rastreador solar com pireliômetro e piranômetro sombreado fornece os três componentes da radiação solar. Ao adicionar o MS-80 para medições de GHI, os dados podem ser verificados comparando os valores medidos com o GHI calculado.

Exclusivo deste sistema: os radiômetros da EKO conseguem amostrar muito mais rápido do que os sensores solares tradicionais. Taxas de amostragem mais rápidas permitem que o sensor capture com mais precisão o valor de pico da irradiância em condições atmosféricas variáveis e reduzem a incerteza de medição dos valores médios de um minuto.

Usos e aplicações

Produção de energia fotovoltaica

A radiação solar não é apenas a força motriz dos fenômenos meteorológicos terrestres, mas também da energia solar fotovoltaica. Um dia de energia solar recebida na Terra excede o consumo total anual de energia do planeta. Aproveitar essa fonte inesgotável, seja pela transformação direta de energia radiante em eletricidade, seja pela produção indireta de energia por meio do vento, das marés etc., parece o caminho óbvio.

Nesse contexto, as medições de radiação solar são de interesse primário para aplicações como avaliação de recursos solares específicas do local, avaliação de desempenho fotovoltaico e previsão de recursos solares, entre outras. No entanto, mesmo nos sistemas de medição mais realistas, a dificuldade está nos detalhes. Medições de radiação confiáveis e precisas exigem conhecimento e atenção: pense nas influências ambientais (vento, chuva/neve, sujeira), na recalibração (bianual) e, sem falar, no processamento de dados, nos efeitos espectrais etc. O restante deste texto traz informações e recomendações de boas práticas.

Basicamente, medições precisas de radiação são obtidas com dois componentes: um piranômetro adequado e um registrador de dados. Em alguns casos, sobretudo na pesquisa científica, uma célula de referência pode ser usada em paralelo ao piranômetro. Mas as células de referência também são frequentemente usadas para medir a radiação solar como radiômetros de banda larga, e nesse uso ainda há um problema com a sua seletividade espectral. Um piranômetro, com resposta espectral de banda larga, mede a radiação solar recebida de forma homogênea; já as células de referência ficam limitadas à sua sensibilidade espectral específica, de modo que não medem a radiação solar de forma igual e tão homogênea quanto os piranômetros.

Como mencionado, sensores de radiação são instrumentos físicos que fornecem medições precisas se algumas recomendações básicas forem seguidas. Todo usuário de sensores de radiação precisa conhecer a qualidade das suas medições. Levando em conta algumas regras simples, os dados gerados pelo radiômetro vão mais do que atender à necessidade da aplicação.

Medidas de DNI com um pireliômetro

A Irradiância Solar Direta Normal (DNI) representa o componente solar direto e corresponde a aproximadamente 80% do total da energia solar na Terra. Fora da atmosfera (AM0), a irradiância solar é considerada uma constante (1367 W/m2) que flutua ligeiramente em ciclos de 11 anos. A DNI na superfície terrestre é altamente variável devido às condições atmosféricas (nuvens, aerossóis, vapor de água e moléculas).

A DNI pode ser medida com um pireliômetro (MS-56 ou MS-57) instalado em um rastreador solar, que segue o curso do Sol durante o dia. O rastreador solar é totalmente autônomo e pode ser conectado a um registrador de dados para monitorar a posição exata durante o rastreamento.