Isıl Çiftli Piranometre ve Referans Hücreli Işınım Sensörü Karşılaştırması

Güneşin ışınımını hangi aletle ölçersiniz? Cevap, Piranometre. Ama birçok çeşit ve adı olan bu sensörlerin hangisini Güneş Enerjisi Santrallerinin verimliliğini ölçmek için kullanmalıyım? Diye ikinci bir sorunuz veya sorununuz olabilir. Bunun cevabı ise aşağıdaki yazının tamamında mevcut. Ama hızlı bir cevap isterseniz, güneş enerjisi uygulamalarında ışınımı veya verimliliği ölçmek için doğru sensör Fotovoltaic Pironometreler (Photovoltaic Pyronometers) yani diğer bir isimi Referans Hücreli Işınım Sensörü olan sensörlerdir.

Isıl Çiftli Piranometreler

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.

Fotovoltaik Piranometreler

Referans Hücreli Güneş Işınım Sensörleri olarak da adlandırılırlar. Aslında bir tip piranometredir fakat genelde güneş enerjisi tesislerinin verimliliğini ölçülmesinde kullanıldıklarından çok tanınır değildirler. Bu amaca yönelik tasarımları çok dikkat çekicidir. Tam olarak minyatür bir PV(fotovoltaik) panel diyebiliriz. Tıpkı PV paneller gibi üzerine düşen fotonları fotovoltaik etki yoluyla elektronlara dönüştürür ve bu elektronlar yoluyla bir elektrik akımı üretirler.

Referans hücrenin akımı, referans hücrede bulunan küçük bir direncin voltajı ölçülerek hesaplanır. Bu voltaj, uluslararası standartlar [IEC 60904-1] kullanılarak 1000 W/m2, 25° C’de referans spektrum [ASTM G173 veya IEC 60904-3 spektrumu] altında kalibre edilir.

Referans Hücreli Güneş Işınım Sensörü Neden Daha Avantajlıdır?

Referans Hücreli Güneş Işınım Sensörleri, özellikle güneş ışınım değerlerini ölçmek için kullanılırlar. Fotovoltaik sistemlerin izlenmesi ve verimliliklerinin tespiti için ekonomik, sağlam ve güvenilir bir çözüm sunar.

Fotovoltaik modüllerinkine tekabül eden hassasiyet ve benzer olan ışık geliş açısının değişkenliği, bu sensörden ölçülen değerleri kullanarak fotovoltaik verimin kesin analizine olanak sağlar.

Bir fotovoltaik modüle benzer olan ışınım sensörü tasarımı, bu sensörleri fotovoltaik sistemlerin izlenmesi için en uygun piranometre haline getirir.Böylece, güneş enerjisi tesisinden beklenen performanstan oluşacak kaybı tespit etmek için tesisin performansının hassas ölçümünü sağlar.

Yine fotovoltaik piranometreleri avantajlı kılan başka bir özellik, birden fazla sensörün bağlanarak tekbir haberleşme kablosuyla veri kaydediciye iletilmesidir. Referans Hücreli Işınım Sensörleri bir kare kutu üzerine yerleştirilmiştir. Bu kutusu üç sensör girişine ve bir çıkışa sahiptir. Penel sıcaklık sensörü, ortam sıcaklık sensörü ve rüzgar hız sensörleri bu kutuya bağlanabilirler. Kutu içerisinde bulunan elektronik kart, ortam sıcaklık, panel sıcaklık, rüzgar hızı ve ışınım değerlerini işleyerek tek kablo ile RS485 üzerinden Modbus-RTU protokolünü kullanarak veri kaydediciye (dataloger) iletir. Bu özellik ürüne bir hava gözlem istasyonu vasfı kazandırmış olur.

Ayrıca, kullanıcının amacının geniş bant ışınımını ölçmek olduğu durumda bile, bir fotovoltaik piranometre ısıl çiftli pirometreden aynı veya daha iyi ölçüm belirsizliği gösterebilir.

Isıl Çiftli Piranometre ve Referans Hücreli Güneş Işınım Sensörü Karşılaştırma Tablosu

	Fotovoltaik Piranometre (Referans Hücreli Güneş Işınım Sensörü)	Isıl Çiftli Piranometre
Fiyat	Isıl çipli piranometrelere göre fiyatı 1/3 oranında daha ucuzdur.	Pahalı ürünlerdir. Potovoltaik piranometrelere göre 3 kat daha pahalıdırlar.
Yanıt Süresi	Milisaniye seviyesinde PV yanıtı.	Yavaş, 30 saniye civarı.
Uluslararası Kalibrasyon Standartları	-Tüm IEC 60904 Standartı; -PV sistemlerinin kontrolü ve görüntülenmesi için özel standart (IEC 61724-1).	ISO 9060 Standarttı
PV Sistem Kontrolü	PV Modüller ile neredeyse aynı fiziksel davranışlara sahip oldukları için, PV sistemlerin kontrolü için oldukça uygundurlar.	PV sistemler ile tamamen farklı fiziksel davranışlarından dolayı PV sistemlerin kontrolü ve ölçümünde problemler yaşanabilir.
Sıcaklık Yanıtı	PV sistem ile aynıdır, doğrusal sıcaklık tepkisi düzeltmelere olanak tanır.	Sıcaklığa karşı hassasiyeti en az indirmek için tasarlanmıştır.
Geliş Açısı Değişikliği	Panellerde olduğu gibi temperli düz cama sahiptir. Bu nedenle geliş açısı değişkenliği azdır.	Piranometrenin kubbeli camından dolayı geliş açısı değişkenliği daha fazladır.
Uygulama	PV sistemlerin gözlemlenmesi ve performansının için en uygun üründür. Zaten bu amaç için tasarlanmıştır.	Global ışınımın ölçümünde kullanılması tavsiye edilmektedir.
Bağlantı	Işınım Sensörü, Panel Sıcaklık Sensörü, Ortam Sıcaklık Sensörü ve Rüzgar Hızı Sensörü için 3 adet giriş ve direkt olarak veri kaydediciye bağlanabilmesi için 1 adet Modbus RTU çıkış portuna sahiptir.	Başka bir sensör bağlanması mümkün değildir. Sadece kendisi direkt veri kaydediciye bağlanabilir.

Sonuç

Fotovoltaik Piranometreler yani diğer bir adıyla Referans Hücreli Güneş Işınım Sensörleri, Güneş Enerjisi Tesislerinin performans ölçümünde kullanılmak üzere özel tasarlanmış ürünlerdir. Isıl Çiftli Piranometereler ise golobal ışınım değerini ölçmek için tasarlanmıştır.

Eğer bir güneş enerjisi santraliniz var ise veya fabrikanızın, evinizin çatısında enerjinizi kendiniz üretiyorsanız, yatırımınızın hangi performansta çalıştığını ölçmek için Referans Hücreli Işınım Sensörü kullanmanız doğru tercih olacaktır. Hem üç kat daha fazla para ödemeyecek hem de birden fazla sensör bağlayarak daha kullanışlı veriler elde edeceksiniz. Daha detaylı bilgiye ihtiyacınız var ise bizle iletişime geçebilirsiniz.