Жилые дома с автономным солнечным теплохладо - снабжением

ИЗМЕРЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

B предыдущем разделе указывалось, что практическое значе­ние имеет солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, и именно эту часть потока электромагнитного излуче­ния, идущего от Солнца, называют солнечным излучением. Рас­смотрим коротко, как измеряют его основные параметры. Чтобы определить, какое количество тепла можно получить от Солнца при создании гелиоустановок, необходимо произвести точное измерение плотности потока солнечного излучения.

Для таких измерений обычно используют пиргелиометры, которые подразделяют на два вида: пиргелиометры прямого излучения и пиргелиометры полного излучения. Как видно из названия, пиргелиометры, измеряющие только прямую состав­ляющую излучения, называют пиргелиометрами прямого излу­чения, пиргелиометры, которые измеряют как прямое, так и диффузное излучение, называют пиргелиометрами полного излучения.

Под прямой составляющей солнечного излучения подразуме­вают ту его часть, которая, не поглощаясь, не рассеиваясь и не отражаясь различными присутствующими в атмосфере микро­частицами, имеющимися в пыли, в туманах, облаках и т. п., достигает поверхности Земли в виде прямых параллельных лу­чей. Диффузная составляющая - эта та часть солнечного излу­чения, которая достигает Земли после рассеивания в атмосфере. Следовательно, угол прихода прямого излучения зависит от по­ложения Солнца, а диффузное излучение поступает с разных сторон независимо от положения Солнца.

При оценке гелиосистем с плоским солнечным коллектором пользуются пиргелиометрами полного излучения, поскольку

Улавливаемое ими тепло зависит от полного излучения. При применении фокусирующих коллекторов исполь­зуют пиргелиометры прямого излуче­ния, так как эти коллекторы собирают только прямые лучи Солнца. Разли­чают пиргелиометры полного излуче­ния двух типов: биметаллические, например пиргелиометр Робича, и термоэлектрические, например пир­гелиометр Этли.

Биметаллические пиргелиометры издавна применялись для метеороло­гических измерений, но из-за недоста­точной точности и трудностей при внесении поправок в показания при­боров этого типа с 70-х годов их стали заменять термоэлектрическими, со­держащими несколько термопар.

Чувствительный элемент, воспри­нимающий солнечное излучение в термоэлектрическом пиргелиометре, состоит из двух колец черного и бе­лого цвета; измерение осуществляет­ся путем регистрации термоэлектро­движущей силы, возникающей вслед­ствие разницы температур на поверх­ности черного и белого колец. В по­следнее время в качестве эталонных применяются пиргелиометры полного излучения, теплоприемная поверх­ность которых закрыта стеклянным колпаком, заполненным неоном. Эти приборы отличаются точностью и ста­бильностью при измерении поступаю­щей радиации.

Если в пиргелиометре полного из­лучения установить экранирующее кольцо и диск, которые препятствуют попаданию на чувствительный эле­мент прямых солнечных лучей, то им можно измерить только диффузное излучение. Обычно таким образом используя пиргелиометр полного из­лучения, можно определить состав полного излучения - его прямую и диффузную составляющие.

Следует отметить, что при измерении солнечной радиации на метеорологических станциях пиргелиометры полного излуче­ния следует устанавливать горизонтально. Если нужно опреде­лить эффективность улавливания и преобразования солнечного излучения в другие формы энергии различными гелиосистема­ми, то пиргелиометры необходимо устанавливать с наклоном

Под таким же углом к горизонту, под каким монтируются сол­нечные коллекторы. Хотя такой способ эксплуатации приборов, возможно, не является совсем правильным, но с практической точки зрения он вполне допустим. Пиргелиометры полного излучения рекомендуется поверять раз в полгода. Обычно эти приборы связаны с интегрированием по времени, поэтому в них применены счетчики-интеграторы. Среди новинок последнего времени - портативный пиргелиометр на основе солнечных ба­тарей (интегрирующий пиргелиометр, соединенный с обычным пиргелиометром). В него вмонтирован чувствительный элемент с выходным напряжением 1,5 В и использована цифровая систе­ма регистрации, допускающая возможность измерения величи­ны с точностью до четвертого знака.