Medir la radiación solar
Medida de radiación solar
1. Introducción
Cuando la luz solar incide sobre la célula fotovoltaica se produce electricidad, y cuanto más la luz solar incide sobre ella, más electricidad se produce.
Lo primero que hacemos, como ya hemos visto, es conectar el voltímetro para conocer la tensión o el voltaje de salida de esta célula. Lamentablemente, esto no es tan preciso a consideración de los expertos.
Necesitamos información de radiación solar por las mismas razones.
Existen muchas influencias en la radiación solar, desde una cubierta de nubes hasta el vapor de agua, incluso la contaminación del aire.
Veremos a continuación cómo hacen los técnicos para establecer la magnitud de la radiación solar en un lugar determinado sobre la superficie terrestre y realizar la instalación de los paneles fotovoltaicos para mejores resultados de eficiencia de los mismos.
La eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos será mejor manejada bajo el control del clima y las condiciones del cielo y más preciso con las referencias y mediciones de la radiación solar.
2. Métodos de medición
Establecen mediante formas cualitativas y cuantitativas, a saber:
2.1.— Las cualitativas nos indican el cómo se recibe la radiación solar, más no su magnitud.
2.2.— Las cuantitativas proporcionan la magnitud de la irradiancia e insolación con precisiones que dependen del aparato que se use.
Nota importante: Dada que la radiación solar global tiene dos componentes, la directa y la difusa, los instrumentos de medida están diseñados para identificar las magnitudes de cada una de estos dos componentes.
3. Instrumentos básicos
3.1. Medidor con sensor integrado
Con este medidor de radiación determina la potencia solar y facilita la medición de la intensidad de luz que se efectúa a través de las células solares de silicio monocristalinas.
El procesador integrado de este medidor de radiación de energía solar se encarga de una corrección automática para mantener la precisión base de medición según lugar donde se encuentre.
Permite realizar mediciones in situ de la generación de energía solar y la insolación.
3.2. Heliógrafo
El heliógrafo es un aparato que mide las horas de Sol más no la magnitud de la irradiancia. Mide la insolación, es decir, las horas de sol brillante.
Un heliógrafo es un telégrafo inalámbrico solar que señala por destellos de luz solar (por lo general utilizando el código Morse) se refleja en un espejo.
Los destellos se producen momentáneamente pivotar el espejo, o mediante la interrupción de la viga con un obturador.
El heliógrafo es un instrumento simple, pero eficaz para la comunicación óptica instantánea a grandes distancias durante finales de los 19 y principios del siglo XX.
Sus usos principales eran militares, el reconocimiento y la protección de los bosques. Heliógrafos eran una característica uniforme en los ejércitos británicos y australianos hasta la década de 1960, y fueron utilizados por el ejército pakistaní en fecha tan tardía como 1975.
Permite efectuar mediciones prolongadas gracias a la memoria interna de valores que incluye en el envío un programa de transmisión y análisis, además que posibilita la medición solar comparativa mínima y máxima con baterías de Litio que duran alrededor de quince días continuos.
Un heliómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la intensidad lumínica solar y la duración de la insolación diaria en un lugar determinado.
Nos indica además la posición del sol en cada momento, por lo que proporciona información muy útil en meteorología, ciencia, agricultura, turismo y otros campos.
Un heliógrafo es un heliómetro que lleva acoplado un dispositivo capaz de registrar, gráfica o digitalmente, la duración del brillo solar.
3.3. Piranómetro
Este aparato mide el flujo de radiación solar que se recibe en una superficie horizontal absorbente de forma directa y difusa.
A pesar de sus limitaciones, mencionan los expertos, son utilizados para el monitoreo agrícola y ambiental y otras aplicaciones cuando no se requiere una precisión muy alta ni radiométrica absoluta.
La cantidad de luz solar que alcanza la superficie de la Tierra depende de la latitud. La descripción cualitativa es simple: “Cuanto más lejos se está de la línea ecuatorial, menos luz solar se recibe, en promedio”.
El piranómetro o sensor de radiación solar de calidad cumplen las especificaciones de a norma ISO 9060 para piranómetros de clase “A” para uso en “aplicaciones de prueba de la energía solar”.
Es el instrumento ideal para la supervisión del rendimiento de plantas y sistema de producción de energía fotovoltaicos.
Un piranómetro es un sensor de temperatura para control de calidad, inclusive están tratados para vencer alguna humedad ambiental por rocío.
El piranómetro es el instrumento para la prueba de plantas y sistemas de producción de energía fotovoltaicos al aire libre. Cumple con los requisitos de norma e ISO 9060 para los piranómetros de clase A para “aplicaciones de prueba del rendimiento en plantas solares”.
3.4. Pirheliómetro
El pirheliómetro, también llamado “actinómetro” mide la radiación directa de incidencia normal que va montado en un dispositivo electromecánico seguidor de Sol.
Por ejemplo el pirheliómetro Eppley mide la longitud de tiempo en la superficie que recibe la luz del sol y también la intensidad de la luz del sol.
Mide la radiación solar directa incidente sobre la superficie de la Tierra.
Está especialmente diseñado para cumplir con la norma ISO 9060 y con las directrices establecidas por la Organización Meteorológica Mundial (OMM).
Consta de una termopila montada bajo receptores dentro de un vidrio claro, bombilla esférica de aproximadamente tres pulgadas de diámetro.
Son de platino-rodio (90 %-10 %) y de oro, de paladio (60 – 40 %) y la termopila comprende varios termopares.
Más datos en el siguiente enlace: pirheliómetro (clic).
La similitud de los receptores con respecto a la absorción de la radiación de onda larga tiende a minimizar el efecto de cualquier radiación de onda larga (a partir de la cubierta de vidrio), que pueden caer sobre los receptores.
El bulbo contiene aire seco. La respuesta global del instrumento a la radiación solar es estrechamente proporcional a la densidad de flujo de radiación solar a través del plano de los receptores.
3.5. Otros instrumentos
Por ejemplo, los Espectrómetros, para medir la dispersión de un conjunto de sonidos y fenómenos ondulatorios separados de sus frecuencias. Aquí los podemos ver.
Es importante recalcar que las mediciones de radiación solar del lugar deben ser diferentes a las mediciones de energía de potencia de los paneles.
4. Conclusiones
La ubicación donde se instalan los paneles solares debe ser evaluada haciendo mediciones de la calidad de energía,
La resolución temporal debe ser suficiente para entender que existen variaciones en tiempo real sobre una base diaria
Evaluar la zona donde están los paneles fotovoltaicos, tal vez con mucho Sol pero con demasiada contaminación o presencia de sólidos en suspensión (polvos) en ciertas épocas del año.
Conocer y medir la radiación solar usando los instrumentos básicos es clave profesional.
Utilizando mediciones de radiación solar en la base donde están ubicados los paneles fotovoltaicos se permite una gran previsión del rendimiento energético e inclusive los rendimientos financieros posteriores.