La radiación solar en la superficie de la tierra se suele definir como la radiación total en un intervalo de longitud de onda de 280 a 4000 nm (radiación de onda corta). La radiación solar total, directa y difusa, que incide sobre una superficie horizontal se define como radiación global de onda corta, o irradiancia de onda corta (flujo radiante incidente). Los piranómetros son sensores que miden esta radiación global de onda corta. La medida de la radiación se expresa en W m-2 (igual a J s-1 m-2).
Las aplicaciones típicas de los piranómetros incluyen la medida de la radiación entrante de onda corta en redes meteorológicas agrícolas, ecológicas e hidrológicas, y en conjuntos de placas solares.
Los modelos de termopila orientados hacia arriba y hacia abajo también pueden utilizarse para crear un albedómetro. Las medidas del albedo indican la reflectividad de los materiales con respecto a la radiación de onda corta, y se utilizan para estudiar el clima y la meteorología, controlar los paneles solares bifaciales y comprender la retención del calor en entornos urbanos y arquitectónicos.
Los sensores de radiación global de onda corta de Apogee Instruments con sensores de elevada calidad, robustos y fiables.
Apogee Instruments ofrece dos tipos de piranómetros: la línea original de células de silicio y la línea de piranómetros de termopila. Ambos productos cuentan con la clasificación ISO 9060:2018 Clase C (anteriormente conocida como segunda clase).
La línea de piranómetros con célula de silicio solo es sensible a una porción del espectro solar, aproximadamente 350 – 1100 nm (equivale al 80 % de la radiación total de onda corta de este intervalo). Son excelentes para aplicaciones que no requieren una precisión elevada y el coste de un piranómetro de termopila. Son mucho más económicos y tienen un tiempo de respuesta más rápido, pero tienen error mayor en condiciones de días nublados.
La línea de piranómetros de termopila incorpora un detector de termopila de cuerpo negro, que proporciona una respuesta espectral mucho más amplia y uniforme con el fin de mejorar el rendimiento en todas las condiciones atmosféricas. La comparación con otros piranómetros de termopila de Clase A es muy favorable, por sólo una fracción de su coste.
Los piranómetros de Apogee Instruments constan de un difusor acrílico fundido (filtro), un fotodiodo y un circuito de procesamiento de señales montados en una carcasa de aluminio anodizado, y un cable para conectar el sensor a un dispositivo de medición. Los sensores tienen una carcasa sólida de aluminio anodizado, sin espacio de aire interno y están diseñados para medir de forma continua la radiación total de onda corta en una superficie plana en entornos exteriores. Los componentes electrónicos están completamente encapsulados.
La carcasa es robusta y autolimpiable, ya que la forma abovedada patentada del cabezal del sensor (difusor y cuerpo) facilita la evacuación del rocío y la lluvia para mantenerlo limpio y minimizar los errores causados por el polvo que bloquea la trayectoria de la radiación.
Hay disponibles piranómetros calefactados con un calefactor de 0,2 W para mantener el agua (líquida y congelada) fuera del sensor y minimizar los errores causados por el rocío, la escarcha, la lluvia o la nieve que bloquean la trayectoria óptica.
La salida de los sensores es una señal (analógica o digital según el modelo) que es directamente proporcional a la radiación total de onda corta procedente del sol que incide sobre una superficie plana (no tiene que ser horizontal), donde la radiación emana de todos los ángulos de un hemisferio.
Medidas precisas – ISO 9060:2018 Clase C. La calibración de los piranómetros con célula de silicio se lleva a cabo en condiciones controladas de laboratorio. Los señores están coseno corregidos, con errores direccionales inferiores a 20 W m-2 para un ángulo cenital solar de 80 °. La deriva a largo plazo determinada a partir ensayos de envejecimiento acelerado con múltiples repeticiones de piranómetros y en condiciones de campo es inferior al 2 % anual.
Elegir el modelo de sensor es función de
El soporte de montaje solar AL-120 con placa niveladora facilita el montaje del sensor en un mástil o tubería.
En el caso del albedómetro se recomienda la placa niveladora AL-130.
El albedo es la relación entre la radiación de onda corta global incidente y la reflejada. Es decir, el albedo es una medida de la capacidad de una superficie para reflejar la radiación solar incidente. Se expresa como la fracción de la radiación incidente que es reflejada por una superficie, y se representa como un valor entre 0 y 1.
Los materiales con un albedo alto reflejan la mayor parte de la radiación solar, y los materiales con un albedo bajo absorben la mayor parte de la radiación solar.
El albedo es una propiedad muy importante en climatología y ciencias de la tierra, ya que afecta el balance de energía en la atmósfera y en la superficie terrestre. Por ejemplo, las superficies con un albedo alto: nieve, hielo, nubes … tienden a reflejar más radiación solar, lo que contribuye a enfriar la tierra. Mientras que las superficies con un albedo bajo: asfalto, suelo oscuro … tienden a absorber más radiación solar, contribuyendo al calentamiento local.
El albedo puede variar, entre otros factores, según el tipo de superficie, la hora del día, la estación del año y es un parámetro importante para comprender los efectos del cambio climático y para modelizar el clima terrestre.
Un albedómetro es un instrumento diseñado para medir el albedo, y consiste en dos piranómetros, que miden por separado la irradiancia de onda corta entrante y reflejada.
Apogee Instruments tienen dos albedóetros
Modelo SP-710 de consta de un piranómetro SP-510 orientado hacia arriba, un piranómetro SP-610 orientado hacia abajo, un divisor diferencial AY-001 y un cable AW-605-SS de 5 metros. El SP-510 y el SP-610 son piranómetros de termopila de cuerpo negro sensibles a la mayor parte del espectro solar, eliminando así los errores espectrales asociados a los piranómetros de célula de silicio. El SP-510 está diseñado para medir la irradiancia de onda corta global entrante y combina un difusor con el detector de cuerpo negro. El SP-610 está diseñado para medir la irradiancia de onda corta reflejada desde superficies terrestres y combina una ventana de cuarzo con el detector de cuerpo negro.
Modelo SP-722, formado por dos piranómetros orientados hacia arriba y hacia abajo pero que no se pueden separar
Las medidas del albedo indican la reflectividad de los materiales con respecto a la radiación de onda corta, y se utilizan para estudiar el clima y la meteorología, controlar los paneles solares bifaciales y comprender la retención del calor en entornos urbanos y arquitectónicos.
