一、太陽能輻射概述
太陽能輻射是太陽內(nèi)部氫核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量,以電磁波形式向宇宙空間持續(xù)釋放。到達地球的太陽能輻射,按波長可分為紫外線、可見光和紅外線三部分,其總能量涵蓋了從短波到長波的全光譜范圍,是地球上光熱能源的核心來源。
準確測量太陽能總輻射量,對太陽能資源評估、光伏電站設(shè)計、氣象觀測及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域至關(guān)重要。基于此,智易時代研發(fā)了一款ZWIN-TSR1006太陽能總輻射傳感器。
二、光電原理
ZWIN-TSR1006太陽能總輻射傳感器的核心競爭力源于其光電式測量原理,即光與電的相互作用、相互轉(zhuǎn)換的物理規(guī)律:通過感光元件,將太陽輻射的光能轉(zhuǎn)化為電信號,最終量化為可讀取的總輻射值。
1.寬光譜高效吸收
傳感器搭載的感光元件,可在全光譜范圍內(nèi)實現(xiàn)高吸收量,無論是可見光還是近紅外波段的輻射能量,都能被有效捕捉,從根源上保證測量的綜合性與穩(wěn)定性。
2.防塵罩降低干擾
感應(yīng)元件外配備透光率達95%的高透明防塵罩,經(jīng)工藝處理,能有效減少灰塵吸附,抵御風沙、濕度等環(huán)境因素對內(nèi)部元件的干擾。這一設(shè)計讓傳感器在復(fù)雜戶外工況下,仍能保持準確的測量性能。
3.性能參數(shù)
性能參數(shù) | 參數(shù)范圍 |
1.供電范圍 | 7~30V DC |
2.輸出方式 | 485(標準Modbus-Rtu協(xié)議) |
電流輸出 | 4~20mA |
電壓輸出 | 0-5V、0-10V |
3.功耗 | 0.06W |
4.工作溫度 | -25°C-60°C |
5.測量對象 | 太陽光 |
6.測量范圍 | 0~180W/m2 |
7.分辨率 | 1W/m2 |
8.響應(yīng)時間 | ≤10s |
9.非線性 | <±3% |
10.年穩(wěn)定度 | ≤+3% |
三、應(yīng)用領(lǐng)域
(一)太陽能利用領(lǐng)域
1.光伏發(fā)電系統(tǒng):實時監(jiān)測總輻射強度,用于光伏電站發(fā)電功率預(yù)測、逆變器運行參數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié),同時評估光伏組件實際發(fā)電效率是否達到設(shè)計標準,助力電站降本增效。
2.太陽能光熱系統(tǒng):為太陽能熱水器、集中式光熱電站等提供總輻射數(shù)據(jù),優(yōu)化集熱板角度、循環(huán)介質(zhì)流量,大幅提升熱量收集效率,保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
3.太陽能建筑設(shè)計:在建筑規(guī)劃階段,通過監(jiān)測場地總輻射時長、累計輻射量,輔助設(shè)計建筑朝向、光伏/光熱板裝機容量,確保建筑能源供應(yīng)與輻射條件精準匹配,實現(xiàn)建筑節(jié)能與能源自給的雙重目標。
(二)氣象與氣候研究領(lǐng)域
1.氣象站常規(guī)監(jiān)測:作為氣象站的標配設(shè)備,持續(xù)采集總輻射數(shù)據(jù),用于編制氣象報表,支撐短期天氣預(yù)報和長期氣候演變研究。
2.氣候資源評估:在高原、荒漠、沿海等特色區(qū)域部署,測量區(qū)域總輻射分布特征,評估當?shù)靥柲苜Y源儲量,為能源開發(fā)規(guī)劃、光伏基地選址提供科學(xué)依據(jù)。
(三)農(nóng)業(yè)與生態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域
1.農(nóng)業(yè)設(shè)施:實時監(jiān)測棚內(nèi)總輻射強度,聯(lián)動控制遮陽網(wǎng)、補光燈等設(shè)備,確保作物獲得適宜光照能量,提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)。
2.生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測:測量草原、森林等生態(tài)區(qū)域的總輻射量,評估植被光合作用能力,分析輻射對生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、生物量積累的影響,為生態(tài)修復(fù)與保護提供決策依據(jù)。
(四) 建筑與材料測試領(lǐng)域
1.建筑節(jié)能設(shè)計:利用總輻射數(shù)據(jù),優(yōu)化建筑朝向、窗戶面積、外遮陽系統(tǒng)設(shè)計,減少夏季太陽輻射、增加冬季輻射采暖,實現(xiàn)建筑全生命周期節(jié)能。
2.建筑材料老化試驗:為建筑材料如涂料、光伏組件背板的耐輻射老化測試提供準確輻射數(shù)據(jù),模擬材料在自然輻射環(huán)境下的老化進程,驗證材料使用壽命與可靠性。
(五)科研與教育領(lǐng)域
1.高校實驗教學(xué):服務(wù)于大氣物理、農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的實驗課程,幫助學(xué)生理解太陽總原理、影響因素及應(yīng)用場景,提升實踐與科研認知能力。
2.跨學(xué)科科研課題輻射的測量:支撐氣候、總輻射等課題研究,為學(xué)術(shù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(包含部分AI生成內(nèi)容)