كيفية قياس مكونات الإشعاع الشمسي؟ وما هي الأجهزة المستخدمة؟

مقالات مشابهة

أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية للتحكم بحركة الرمال

يناير 31, 2024

كهربة القطاعات، ماذا تمثل؟ ما أهميتها؟ وأثرها على الشبكات الكهربائية

يوليو 1, 2023

منحنى البطة وتأثير مشاريع الطاقة المتجددة على الشبكة الكهربائية

يونيو 13, 2023

في مقال سابق قمنا بشرح مكونات الإشعاع الشمسي، وهي الإشعاع الشمسي المباشر (Direct Normal Irradiation: DNI)، الإشعاع الشمسي الأفقي المشتت (Diffuse Horizontal Irradiation: DHI)، الإشعاع الشمسي الأفقي الكلي (Global Horizontal Irradiation: GHI) والإشعاع الشمسي الكلي على سطح مائل (Global Tilted Irradiation: GTI). ولكن كيف نقوم بقياس كل منها؟ وما هي الأجهزة المستخدمة؟

 

• قياس الإشعاع الشمسي المباشر (Direct Normal Irradiation)

صورة (1): صورة توضح آلية عمل جهاز البيرهليوميتر. 

يتم قياس الإشعاع الشمسي المباشر من خلال جهاز البيرهليوميتر (Pyrheliometer) حيث يتم حجب الأشعة المشتتة في هذا الجهاز عن طريق وضع حساس القياس ( وهو عبارة عن عمود حرارة) في قاع أنبوبة موجهة مباشرة إلي الشمس. الانبوبة المستخدمة تكون نسبة القطر إلى الطول فيها 0.1 مما يجعل زاوية الرؤية 5.7 درجة، وتكون الأنبوبة مطلية باللون الأسود وبها هواء جاف عند الضغط الجوي، و يتم تثبيتها علي قاعدة تسمح بتحريكها بسهولة لكي تكون موجهة مباشرة إلي الشمس. (1)

صورة (2): جهاز البيرهليوميتر. 

• قياس الإشعاع الشمسي الأفقي المشتت ( Diffuse Horizontal Irradiation: DHI)

يتم قياس الإشعاع الشمسي الأفقي المشتت من خلال جهاز البيرانوميتر (Pyranometer) ولكن يتم حجب أشعة الشمس المباشرة من خلال حلقة أو كرة أو قرص وذلك لقياس الإشعاع الشمسي الأفقي المتشتت فقط.

صورة (3): حجب الإشعاع الشمسي المباشر من خلال حلقة. 

صورة (4): حجب الإشعاع الشمسي المباشر من خلال حلقة. 

• قياس الإشعاع الشمسي الأفقي الكلي (Global Horizontal Irradiation: GHI)

يتم قياس الإشعاع الشمسي الأفقي الكلي (GHI) من خلال جهاز البيرانوميتر (Pyranometer) وتستخدم قراءات الإشعاع الشمسي الأفقي الكلي (GHI) عادةً للمقارنة ما بين المواقع المختلفة، بالإضافة إلى إدخالها إلى برامج محاكاة مشاريع أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وحساب كمية الطاقة الكهربائية المتوقع إنتاجها ومقارنتها مع الطاقة الكهربائية المنتجة فعلياً.

صورة (5): جهاز البيرانوميتر. 

• قياس الإشعاع الشمسي الكلي على سطح مائل (Global Tilted Irradiation: GTI)

في مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية يتم قياس الإشعاع الشمسي الكلي على سطح مائل باستخدام خلية مرجعية (Reference Cell) أو بيرانوميتر (Pyranometer) كما تحدثنا عن ذلك في مقال سابق بالتفصيل (للرجوع إلى المقال انقر هنا).

صورة (6): صورة توضح تركيب جهاز البيرانوميتر مع مستوى الألواح.  

يتم استخدام بيانات الإشعاع الشمسي الكلي على سطح مائل بشكل أساسي لحساب معامل الأداء الفعلي لمشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومقارنتها مع معامل الأداء المتوقع سابقاً أثناء مرحلة تصميم وتطوير المشاريع.

 

1) ويكيبيديا.