Principe de fonctionnement du capteur de rayonnement solaire

Un capteur de rayonnement solaire total , également appelé pyranomètre , est un instrument utilisé pour mesurer le rayonnement solaire total. Il utilise le principe de fonctionnement du thermocouple pour mesurer l'énergie du rayonnement solaire et la convertir en signal électrique. Le terme « intensomètre solaire » vient du grec pyr, qui signifie feu, et ano, qui signifie ciel.

Le rayonnement solaire total se compose de deux parties : le rayonnement direct et le rayonnement diffusé. Le rayonnement direct correspond au rayonnement qui parvient directement du soleil à la surface de la Terre, tandis que le rayonnement diffusé correspond au rayonnement qui atteint la surface de la Terre après avoir été diffusé par l'atmosphère. Un capteur de rayonnement solaire total mesure simultanément l'énergie des deux composantes et les additionne pour obtenir l'énergie du rayonnement solaire total.

Le principe de fonctionnement d'un capteur de rayonnement solaire total consiste à utiliser des thermocouples ou des thermopiles pour mesurer la chaleur du rayonnement solaire. Sa structure est principalement composée d'éléments optiques, de thermocouples ou de thermopiles, de circuits de traitement du signal, etc. Il mesure l'énergie du rayonnement solaire total en convertissant l'énergie solaire en énergie thermique, puis cette énergie thermique en énergie électrique grâce à des thermocouples ou des thermopiles.

Les thermocouples sont des électrodes constituées de deux métaux différents. Lorsque deux électrodes sont connectées, si leurs températures diffèrent, une différence de potentiel se crée entre elles. L'amplitude de cette différence de potentiel est proportionnelle à la différence de température entre les électrodes. La sonde d'un capteur de rayonnement solaire total est généralement constituée de deux thermocouples : l'un mesure l'énergie du rayonnement solaire et l'autre la température ambiante.

Lorsque le rayonnement solaire atteint la sonde du capteur, les thermocouples à l'intérieur sont chauffés par l'énergie rayonnante, créant une différence de potentiel. Cette différence de potentiel est amplifiée et traitée par les circuits du capteur et produit un signal de tension proportionnel à l'énergie du rayonnement solaire. La quantité d'énergie rayonnée par le soleil peut donc être déterminée en mesurant la tension de sortie.

Outre le thermocouple, le capteur de rayonnement solaire total comprend une section mécanique et optique destinée à protéger et à capter l'énergie radiante afin qu'elle puisse être mieux captée et mesurée par le thermocouple. Le capteur comprend également généralement un circuit d'amplification et de filtrage pour amplifier et filtrer les faibles signaux de tension générés par le thermocouple et ainsi obtenir des mesures plus précises.

Les capteurs de rayonnement solaire sont des instruments de mesure très précis et performants, couramment utilisés en climatologie, météorologie, utilisation de l'énergie solaire, croissance des cultures, physique du bâtiment et recherche sur l'énergie solaire.

Fiche technique du capteur de rayonnement solaire pyranomètre

Manuel d'instructions du capteur de rayonnement solaire NBL-W-HPRS (version 3.0).pdf

Manuel d'instructions du capteur de rayonnement solaire NBL-W-SRS (version 4.0).pdf