Para determinar el tamaño de un
sistema fotovoltaico usualmente no es necesario medir la radiación solar porque
los valores promedios se conocen para muchos de los lugares sobre la Tierra.
Los valores promedios pueden usarse y esto es suficientemente exacto para los
estudios de factibilidad. Sólo se deben consignar mediciones “in situ” cuando
se realizan estudios de factibilidad para sistemas muy grandes que demandan
grandes inversiones.
Solarímetro
El instrumento que sirve para
medir la energía solar es el solarímetro. Básicamente hay dos tipos de
solarímetros, ambos tipos miden la radiación solar tanto directa como indirecta
(difusa).
Radiación solar global (directa + difusa)
El elemento de medición se llama
piranometro, y permite evaluar toda la energía solar que llega a una superficie
horizontal, incluyendo la radiación directa y la difusa. Unas placas pintadas
de blanco y otra de negro actúan como sensores. Las placas negras se calientan
más que las blancas, debido a que absorben más radiación. Mediante termocupla
se mide la diferencia de temperatura entre las placas blancas y negras, la cual
es función de la radiación solar global. Para evitar el enfriamiento producido
por el viento y el efecto de la contaminación atmosférica sobre los sensores, éstos
se aíslan mediante una cúpula de vidrio. Para medir la radiación difusa, se
instala un sistema que evita la radiación solar directa sobre el sensor.
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| Elementos de medición más curvas de rendimiento |
Piranómetro
El piranometro posee una pequeña
plancha de metal negro en su interior, con una termocupla unida a ella. Esta
plancha negra se calienta al sol y con la termocupla, el aumento de temperatura
se puede medir. La plancha y la termocupla están cubiertas y aisladas por una
cúpula de vidrio. La salida de la termocupla es medida para la radiación
instantánea total en un momento dado.
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| Piranometro SR20 |
Medidor fotovoltaico
El medidor fotovoltaico no es
nada más que una pequeña célula fotovoltaica que genera electricidad. La
cantidad de electricidad es medida para conocer la radiación instantánea. Estos
medidores son mucho más económicos que los piranometros pero menos exactos.
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| Medición de la curva de tensión |
Piroheliómetro
Un Piroheliómetro es un instrumento para la medición del haz
directo de irradiancia solar.
La luz del sol entra en el instrumento a través de una
ventana y es dirigida sobre una termopila, que convierte el calor en una señal
eléctrica que se puede grabar. El voltaje de la señal es convertido a través de
una fórmula para medir vatios por metro cuadrado. Se utiliza junto con un
sistema de seguimiento solar para mantener el instrumento orientado al sol. El Piroheliómetro
se utiliza a menudo en la misma configuración con un piranometro.
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| Piroheliómetro DR 01 |
El primer pirheliómetro fue
desarrollado entre 1937 y 1938 por el físico francés Claude Pouillet
(1790-1868) para realizar las primeras medidas cuantitativas del calor emitido
por el sol. El valor que obtuvo para la constante solar fue de 1228 W/m2, lo
suficientemente cercano de la estimación actual, que es 1367 W/m2. Luego, de
acuerdo con la ley de Dulong y Petit, estimó que la temperatura del sol era de
unos 1800°C. (Este valor fue revaluado en 1879 por Josef Stefan a los 5430°C.)
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| Claude Pouillet |
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| Josef Stefan |
