Güneş Işınımını Ne Ölçer?

Güneş en büyük enerji kaynağıdır peki güneşten gelen ışınım değerini nasıl ölçeriz veya bu soruyu sormadan önce ışınım nedir sorusu cevaplanmalıdır. Işınım doğal ve yapay olarak elde edilebilir. Doğal ışınım kaynağı olarak güneş, yapay ışınım kaynağı olarak tıp sektöründe kullanılan röntgen cihazları gösterilebilir. Bilimsel olarak ışınım, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da aktarımıdır. Elektromanyetik ışını meydana getiren unsurların tamamına da ışınım denir. Tarihte ilk defa 1896’da Fransız fizikçi Henri Becquerel ilk olarak uranyum tuzunun görünmez ışınlar yaydığını fark etmiştir. İki sene sonra Marie Curie ve eşi Pierre Curie uranyum ile deney yaparken benzer ışınlara rastlamışlardır. Bu çalışmalar teknolojinin gelişmesiyle beraber Güneş Enerji Sistemlerinin oluşmasında kaynak oluşturmuştur.

Güneşten gelen ışınımları ölçmek için endüstride var olan sensör Fotovoltaik Piranometre ya da Türkçe kullanımı ile referans hücreli ışınım sensörüdür.

Bu sensörlerin amacı güneşten gelen ışınım verisini ölçmektir peki nasıl?

Güneş enerji sistemlerinde kullanılan panellere güneş ışını çarpıp emildiğinde yarı iletkeni tetikleyerek oluşan bazı atomlarını salıverir. Bu sayede yarı iletken bir tarafında pozitif, diğer tarafında negatif yüklenir ve bu sayede salıverilen tüm elektronlar aynı yönde hareket ederek elektrik akımını oluşturur. Elektrik kontakları bu akımı yakalar ve elektrik devresine alır. Fotovoltaik panellerin ürettiği elektrik doğru akımdır.

Tıpkı fotovoltaik panellerdeki gibi referans hücreli ışınım sensörlerinde de küçük fotovoltaik hücreler kullanılır. Bu hücrelerin üzerine düşen ışınım fotovoltaik etkiyle DC akım oluşturur. Hücrenin çıkış ucuna bağlanan bir direnç vasıtasıyla direnç üzerindeki gerilim ölçülür Bu gerilim, uluslararası standartlar [IEC 60904-1] kullanılarak 1000 W/m2, 25° C’de referans spektrum [ASTM G173 veya IEC 60904-3 spektrumu] altında kalibre edilir.

Güneş enerji sistemleri işletmecilerinin aklına gelebilecek bir diğer soruda, bu sistemler için hangi piranometreyi kullanmalıyım sorusudur.

Isıl çiftli Piranometre mi, fotovoltaik piranometre (referans hücreli ışınım sensörü) mi?

Bu noktada ısıl çiftli piranometreden de bahsetmek gerekli.

Bu tip piranometreler birbirinden farklı iki metal ısı karşısındaki davranış farklarından yararlanılarak üretilmişlerdir. Bağlantı noktalarından biri güneş ışınımını soğuran siyah bir yüzeyle (sıcak bağlantı), diğer bağlantı noktası ise güneş ışınımını soğurmayan bir yüzeyle (soğuk bağlantı) temas eder. Işınımı, dolaylı olarak bu iki yüzey arasındaki sıcaklık farkından yararlanarak ölçerler. Çift katlı camdan yapılmış yarım kürenin altında bulunan ve bakır-konstantan (%55 bakır, %45 nikel alaşım) ısıl çiftler içeren bir metalden oluşmaktadır. Genellikle Global ya da yayılma ışınımını ölçmek için kullanılan sensörlerdir.

Isıl çift piranometreden de bahsettiğimize göre iki tip arasındaki avantajları ve dezavantajları makalemizden inceleyebilirsiniz.

Güneş enerji sistemleri ürettikleri enerjiyi şebekeye aktarırlar ve aktardıkları enerji miktarına göre gelir elde ederler. Yüksek maliyetler ile oluşturulan bu sistemlerin performanslı çalışması çok önemlidir. Eğer sistem değerlendirmeleri yapılmaz ve ihmal edilirse bu sistemlerde kayıplar yüksek maliyetlere ve tesisin zarar etmesine neden olacaktır. Tesis maliyetleri içerisinde çok küçük bir yer tutan bu sensörler, eğer bir tesiste yoksa o tesisin olması gereken performansta çalışıp çalışmadığı anlaşılmayacaktır.

Seven Sensor olarak referans hücreli ışınım sensörü üretmekteyiz ve kullanıcıların hizmetine sunmaktayız. Daha detaylı bilgi almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.