Comment mesurer le rayonnement solaire à l'aide d'un pyranomètre ?

I. Qu'est-ce qu'un pyranomètre ?

Les pyranomètres sont principalement utilisés pour mesurer l'énergie totale du rayonnement solaire dans toutes les gammes de longueurs d'onde, c'est-à-dire la somme du rayonnement solaire direct et diffusé. Cet instrument trouve de nombreuses applications en météorologie, en sciences de l'environnement, en agriculture, dans l'utilisation de l'énergie solaire et dans d'autres domaines.

II. Principe de fonctionnement du pyranomètre

Le principe de fonctionnement du pyranomètre repose sur la conversion entre l'énergie radiante et les effets physiques. Il contient généralement un ou plusieurs éléments photosensibles qui absorbent le rayonnement solaire et le convertissent en signaux électriques ou thermiques mesurables. En mesurant l'intensité de ces signaux, le pyranomètre peut calculer l'énergie totale du rayonnement solaire.

Composition et types de pyranomètres

Un pyranomètre est généralement composé de dispositifs photosensibles, de convertisseurs photoélectriques, de filtres et d'autres composants. Selon leurs différents principes et structures de mesure, les pyranomètres peuvent être classés en plusieurs types, tels que les capteurs photoélectriques de rayonnement total et les irradiateurs de type détecteur thermique. Ces différents types de pyranomètres présentent des caractéristiques spécifiques en termes de précision de mesure, de temps de réponse et d'environnement d'utilisation.

Comment mesurer le rayonnement solaire à l'aide d'un pyranomètre ?

La mesure du rayonnement solaire à l'aide d'un pyranomètre solaire est un procédé simple et direct. Un pyranomètre solaire est un instrument spécialement conçu pour mesurer le rayonnement solaire total (c'est-à-dire la somme du rayonnement direct et du rayonnement diffusé). Voici les étapes de base pour mesurer le rayonnement solaire à l'aide d'un pyranomètre solaire :

1. Sélection d'un pyranomètre solaire adapté

1.1 Assurez-vous que le pyranomètre solaire sélectionné répond à vos besoins de mesure, notamment la plage de mesure, la précision et le temps de réponse.

1.2 Vérifiez que le pyranomètre dispose d'un certificat d'étalonnage pour garantir l'exactitude des mesures.

1.3 Un pyranomètre est généralement constitué d'un capteur thermopile, qui convertit le rayonnement solaire absorbé en une faible tension. Le capteur est protégé par un dôme en verre qui laisse passer le rayonnement solaire tout en minimisant les effets du vent et de la pluie.

-L'instrument peut également inclure un anneau pare-soleil pour mesurer le rayonnement diffus lorsque le faisceau direct est bloqué.

2. Montage du pyranomètre solaire

Installez le pyranomètre solaire dans une zone ouverte et dégagée pour assurer une réception complète du rayonnement solaire.

La hauteur de montage doit être modérée pour éviter l'influence de la réflexion du sol sur les résultats de mesure.

Assurez-vous que le pyranomètre est monté horizontalement pour minimiser les erreurs dues à l'inclinaison.

3. Connexion et configuration

Connectez le pyranomètre solaire à un enregistreur de données ou à un ordinateur pour enregistrer et analyser les données.

Effectuez les réglages nécessaires, tels que le réglage des intervalles de mesure, des paramètres d'étalonnage, etc., conformément aux instructions du pyranomètre et de l'enregistreur de données.

Assurez-vous que l'enregistreur de données est bien mis à la terre pour éviter les interférences électriques.

4. Démarrer la mesure

Commencez la mesure par temps clair. Évitez de prendre des mesures en cas de forte couverture nuageuse ou de changements climatiques importants, car cela pourrait affecter la précision des résultats.

Laissez le pyranomètre se réchauffer et se stabiliser pendant un certain temps (le temps exact dépendra des spécifications du pyranomètre) pour garantir la précision des résultats de mesure.

Enregistrez les données de mesure, y compris l’horodatage et la valeur de rayonnement solaire correspondante.

5. Traitement et analyse des données

Traitez les données collectées telles que la suppression des valeurs aberrantes, la moyenne temporelle, etc.

Analyser les données pour connaître les tendances et les caractéristiques du rayonnement solaire.

Les mesures peuvent être comparées aux données météorologiques locales ou aux données historiques pour évaluer la précision et la fiabilité des mesures.

6. Maintenance et étalonnage

Le pyranomètre solaire doit être nettoyé et entretenu régulièrement pour garantir que sa surface est exempte de matériaux obscurcissants tels que la poussière et la saleté.

Effectuez un étalonnage périodique comme recommandé par le fabricant pour garantir l'exactitude des résultats de mesure.

Vérifiez que l’instrument ne présente aucun signe de dommage physique ou d’usure et remplacez les pièces endommagées.

En suivant ces étapes, vous pouvez utiliser le pyranomètre solaire pour mesurer avec précision le rayonnement solaire et fournir des données précieuses pour soutenir la recherche météorologique, l'utilisation de l'énergie solaire et d'autres domaines.

Scénarios d'application du pyranomètre

Le pyranomètre a une large gamme d’applications dans plusieurs domaines :

1. Domaine météorologique : Le pyranomètre est l'un des équipements de mesure nécessaires dans les stations météorologiques, qui est utilisé pour mesurer le rayonnement solaire total, le rayonnement au sol et d'autres paramètres météorologiques, fournissant un support de données pour les prévisions météorologiques et la recherche météorologique.

2. Agriculture : En mesurant le rayonnement solaire total reçu par les cultures, le pyranomètre peut aider les agriculteurs à élaborer des plans de production agricole raisonnables pour améliorer le rendement et la qualité des cultures.

3. Surveillance environnementale : Le pyranomètre peut être utilisé pour surveiller le rayonnement solaire total et la réaction photochimique des polluants atmosphériques dans les villes, les zones industrielles, les zones minières et d'autres zones, fournissant des données de référence pour la surveillance environnementale et le contrôle de la pollution de l'air.

4. Utilisation de l'énergie solaire : Dans les systèmes de production d'énergie solaire, le pyranomètre est utilisé pour mesurer le niveau de rayonnement solaire afin d'évaluer les performances des panneaux solaires et la prévision du rendement énergétique.

Notes sur l'utilisation d'un pyranomètre

1. Pendant le processus de mesure, évitez de toucher directement les composants sensibles du pyranomètre solaire, afin de ne pas endommager ou affecter les résultats de mesure.

2. Dans des conditions météorologiques extrêmes (par exemple, vents forts, fortes pluies, etc.), les mesures doivent être suspendues et le pyranomètre correctement protégé.

3. Respectez les réglementations de sécurité et les procédures d’exploitation locales pour garantir la sécurité et la fiabilité du processus de mesure.

4. Lorsque vous utilisez le pyranomètre pour la mesure, vous devez choisir un emplacement d'installation approprié pour vous assurer de pouvoir recevoir le plein rayonnement solaire.

5. Un nettoyage et un entretien réguliers de l'instrument sont nécessaires pour garantir l'exactitude des résultats de mesure.

6. En fonction des exigences de mesure et des conditions environnementales, le pyranomètre peut également devoir être étalonné et ajusté.

En résumé, le pyranomètre joue un rôle essentiel en tant qu'instrument de mesure important dans de nombreux domaines. En mesurant avec précision l'énergie totale du rayonnement solaire, il fournit des données précieuses pour les prévisions météorologiques, la production agricole, la surveillance environnementale et l'utilisation de l'énergie solaire.

 Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire pyranomètres 

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