Dosimeter sinaran suria. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Dosimeter sinaran suria. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Sumber tenaga alternatif

Komen artikel

Apabila mencipta sebarang struktur yang menggunakan tenaga suria, adalah perlu untuk mengetahui jumlah jumlah cahaya matahari yang tersedia untuk penukaran fotovoltaik. Walaupun tenaga sinaran suria pada masa-masa tertentu boleh menjadi tinggi, jarang sekali mungkin untuk menentukan dari nilai-nilai segera ini sifat sinaran suria pada siang hari. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk purata nilai tenaga suria dalam jangka masa yang panjang.

Dosimeter sinaran suria

Jumlah sinaran suria yang berpotensi berguna jatuh pada permukaan yang diterangi ditentukan oleh konsep yang dipanggil insolasi. Insolasi suria sangat berbeza dari satu titik di permukaan bumi ke titik lain. Gurun New Mexico menerima lebih banyak cahaya matahari daripada Chicago atau San Francisco. Apabila mencari jumlah insolasi mana-mana rantau, beberapa faktor mesti diambil kira.

Tempoh pendedahan suria (dalam jam)

Untuk mengambil kira semua faktor yang mempengaruhi perubahan dalam tenaga suria yang digunakan, adalah perlu untuk memperkenalkan unit ukuran yang sama sekali berbeza daripada yang telah kami gunakan setakat ini. Yang paling berkesan ialah tempoh penyinaran suria, iaitu, masa penggunaan tenaga suria yang berguna (dalam jam). Ungkapan "penggunaan berfaedah" akan sering disebut pada masa hadapan.

Mengukur tempoh pendedahan solar agak mudah. Pada asasnya, semua yang perlu dilakukan ialah mengira bilangan jam sehari semasa matahari bersinar, iaitu bilangan jam yang boleh digunakan. Pengukuran kami akan dipengaruhi oleh beberapa faktor.

Pengaruh musim

Tidak dinafikan, faktor yang paling penting ialah sudut kejadian cahaya matahari di permukaan Bumi. Apabila Bumi berputar mengelilingi Matahari, paksinya tidak berserenjang dengan arah Matahari, tetapi condong kepadanya pada sudut kira-kira 23. Malah, paksi putaran 5 daripada 9 planet dalam Sistem Suria adalah sedikit. cenderung.

Akibatnya, pancaran matahari tidak mengenai Bumi tepat serenjang dengan khatulistiwa. Sebaliknya, titik kejadian serenjang bergerak sepanjang tahun sama ada ke utara atau selatan khatulistiwa. Kesan ini dicerminkan dalam perubahan musim.

Dosimeter sinaran suria
Rajah 1

Apabila Kutub Utara condong menjauhi Matahari, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 1, Matahari menerangi kawasan dunia berputar dengan ketara di selatan khatulistiwa; Bagi mereka yang tinggal di Hemisfera Utara, Matahari melintasi langit rendah di ufuk.

Dosimeter sinaran suria
Rajah 2

Akibatnya, hari menjadi singkat. Semakin pendek hari, semakin sedikit tenaga yang datang dari Matahari, dan musim sejuk akan terbenam.

Apabila Bumi berputar mengelilingi Matahari, Kutub Utara secara beransur-ansur beralih ke arah Matahari. Pada musim bunga, kedudukan relatif Bumi dan Matahari adalah sedemikian rupa sehingga tenaga suria jatuh terus di khatulistiwa.

Sementara itu, Bumi meneruskan pergerakan mengelilingi Matahari. Apabila ia melalui separuh jalan melalui orbitnya, Kutub Utara membelok ke arah Matahari (Rajah 2). Ini membolehkan sinaran suria menumpukan tenaganya ke utara khatulistiwa.

Hari-hari semakin panjang, dan Bumi dapat menyerap dan menyimpan lebih banyak tenaga suria yang masuk. Bagi kami, peningkatan insolasi terasa seperti permulaan musim panas. Perbezaan antara panjang hari musim panas dan musim sejuk bagi kebanyakan benua Amerika Syarikat ialah 6 jam (Rajah 3).

Dosimeter sinaran suria
Rajah 3

Bumi meneruskan perjalanannya, melalui kitaran penuh dan kembali ke titik permulaan. Kemudian kitaran bermusim dan suria bermula semula.

Sudah tentu, bagi mereka yang tinggal di Hemisfera Selatan, musim akan berlawanan sepenuhnya dengan kita. Apabila kita membeku pada musim sejuk, mereka berjemur di bawah sinar matahari pada hari-hari musim panas yang panjang.

Keadaan cuaca tempatan

Perubahan ketinggian matahari di atas ufuk sepanjang tahun boleh diramalkan dengan tepat dan mudah diambil kira. Sebaliknya, keadaan cuaca tempatan juga mempunyai kesan yang ketara pada insolasi suria, tetapi lebih sukar untuk diramalkan.

Awan paling mempengaruhi cuaca. Walaupun mereka tidak menyekat matahari sepenuhnya, mereka boleh mengurangkan laluan cahaya matahari dengan ketara. Bergantung kepada jenis kekeruhan, keamatan sinaran suria boleh berkurangan sebanyak 20-50%.

Masalah tertentu ialah kepelbagaian bentuk dan saiz awan. Cahaya, awan cirrus hanya sedikit mengurangkan jumlah cahaya matahari yang sampai ke permukaan bumi. Oleh itu, mereka boleh diabaikan sedikit sebanyak. Sebaliknya, awan kumulus yang padat membenarkan sedikit cahaya melaluinya. Sekiranya terdapat pecah pada litupan awan, matahari akan muncul dan kemudian hilang semula. Oleh itu, adalah perlu untuk menganggarkan jumlah cahaya matahari yang menembusi litupan awan. Adakah ia cukup untuk penukaran fotovoltan? Atau adakah cahaya terlalu rendah?

Untuk mengambil kira semua ini dengan tepat, adalah perlu untuk menentukan tahap had cahaya yang lebih rendah yang masih praktikal untuk penukaran fotoelektrik. Pengiraan dijalankan jika keamatan cahaya melebihi tahap ini. Jika tidak, pengiraan berhenti.

Kabus, hujan atau jerebu juga membuat pelarasan mereka sendiri. Malah, cuaca adalah pembolehubah persekitaran yang unik. Kawasan yang terletak hanya 50 km antara satu sama lain boleh mempunyai keadaan insolasi yang berbeza sama sekali.

Sifat kawasan yang diterangi oleh matahari

Akhirnya, adalah perlu untuk mempertimbangkan rupa bumi. Katakan ada bukit besar yang menghalang matahari sehingga pukul 10 pagi. Oleh itu, walaupun matahari terbit pada pukul 7 pagi, kita tidak akan dapat menggunakan tenaganya sehingga ia muncul di atas puncak bukit. Pada asasnya 3 jam masa yang berpotensi boleh digunakan adalah sia-sia.

Matahari terbenam memberi kita masalah lain, kerana kemungkinan puncak pokok akan menghalang sinarnya pada pukul 4 petang. Walaupun ini mungkin tidak menghalang anda daripada berehat di beranda yang sejuk pada waktu petang, ia pasti akan mengurangkan jumlah tenaga suria yang digunakan.

Dan walaupun matahari terbenam boleh menjadi menakjubkan, sinaran matahari terbenam tidak begitu bertenaga seperti yang kita inginkan. Gabungan beberapa faktor menyempitkan sempadan produktiviti terbesar sinaran suria dalam selang dari kira-kira 10 pagi hingga 4 petang. Dalam kes ini, adalah perlu untuk mengambil kira perubahan dalam sudut kejadian sinar matahari semasa matahari bergerak melintasi langit pada siang hari, jika anda tidak mempunyai peranti untuk menjejaki pergerakan Matahari yang anda gunakan. . Sinaran matahari yang jatuh pada permukaan yang diterangi pada sudut yang sangat kecil menjadi tidak sesuai untuk digunakan.

Semua faktor di atas menentukan jumlah masa berguna tenaga suria.

Meter insolasi

Pada masa ini, agak mudah untuk mereka bentuk meter insolasi solar yang memenuhi keperluan di atas. Jika kita ingin menetapkan tempoh sebenar selang masa semasa pencahayaan suria berguna untuk penukar fotovoltaik kita, adalah wajar untuk memilih sel suria silikon sebagai penderia sinaran.

Reka bentuk ini memerlukan bekalan kuasa rendah yang menjana 1,5 V pada 3 mA. Ia boleh dibuat daripada beberapa elemen kecil yang disambung secara bersiri dengan cara yang mengingatkan pada meletakkan bumbung jubin (Bab 1). Sel suria kemudiannya harus disambungkan kepada jam tangan mekanikal kuarza yang menggunakan kuasa yang sangat sedikit. Apabila cahaya matahari mengenai penukar fotovoltaik, tenaga elektrik yang dikeluarkan akan menyebabkan jam tangan bergerak. Dengan merekodkan tempoh masa setiap hari semasa jam berjalan, anda akan memperoleh tempoh pendedahan suria setiap hari (dalam jam).

Untuk mengesan perbezaan dalam keamatan sinaran suria, perintang disambungkan ke bateri suria, yang bertindak sebagai beban pada sel suria, mengurangkan sedikit voltannya. Sehingga keamatan cahaya melebihi tahap tertentu sepadan dengan tahap operasi berguna bateri solar, voltan yang dibangunkan olehnya tidak mencukupi untuk menghidupkan jam dan masa ini tidak direkodkan.

Reka bentuk meter

Badan meter insolasi suria dibuat sepenuhnya daripada plastik akrilik, seperti kaca plexiglass. Saya menggunakan helaian perspeks, yang kadangkala digunakan untuk mencipta tingkap selempang berganda dan biasanya tersedia secara komersil. Daripada helaian ini anda hendaklah memotong dua keping berukuran 10x12 cm, satu keping berukuran 10x10 cm2 dan satu keping berukuran 14x14 cm2.

Kemudian potong sekeping berukuran 14x14 cm2 secara menyerong kepada dua segi tiga. Seterusnya, gerudi lubang dengan diameter 10 mm di tengah plat 10x2 cm9. Apabila menggerudi lubang dalam bahan termoplastik seperti akrilik, anda mesti mengelakkan pemanasan gerudi, jika tidak, plastik akan cair. Patuhi langkah berjaga-jaga yang sama semasa menggergaji plastik. Hasil terbaik boleh dicapai pada penggerudian dan kelajuan pemotongan yang rendah, tetapi dengan tekanan yang mencukupi.

Sekarang anda boleh mula memasang. Pertama, anda perlu mengamankan jam tangan kuarza dengan kacang dalam lubang dengan diameter 9 mm pada plat berukuran 10x10 cm2. Jika dikehendaki, anda boleh melengkapkan pemasa dengan dail dari jam dinding (ia ditekan dengan kacang penyambung). Untuk model saya, saya hanya menggerudi 12 lubang dalam bulatan dalam plat untuk menunjukkan kedudukan anak panah.

Sekarang bahagian-bahagian itu dilekatkan mengikut Rajah. 4. Walaupun gam akrilik lebih disukai, jenis gam lain boleh digunakan. Saya cadangkan melekatkan plat segi empat tepat pada hanya satu plat segi tiga dahulu dan kemudian pasangkan plat segi tiga kedua. Ini akan membolehkan anda menjajarkan bahagian-bahagian dengan lebih tepat dan mengelakkan daripada mencalit gam.

Panel solar kemudiannya dipasang pada kepingan plastik yang terletak di belakang jam. Bateri solar yang ringan boleh dilekatkan dengan mudah pada plastik menggunakan konduktor pembawa arus yang dilekatkan pada sentuhan sel menggunakan titisan gam. Ia adalah perlu untuk mengelakkan gam pada permukaan sel solar.

Dosimeter sinaran suria
Rajah 4

Perlu diingatkan bahawa konduktor tidak terlindung atau ditanda dalam apa jua cara. Sambungkan konduktor yang datang dari permukaan hadapan (fotosensitif) elemen kepada sentuhan kuasa negatif (-) jam. Konduktor lain yang datang dari permukaan belakang disambungkan kepada input kuasa positif (+). Akhirnya, perintang 220 ohm dipateri ke terminal panel solar sebagai beban. Kini struktur sedia untuk pengukuran.

Pengukuran insolasi

Peranti boleh digunakan dalam dua cara. Anda boleh mulakan dengan sekurang-kurangnya menetapkan jam kepada masa yang mudah diingat (saya biasanya menetapkannya pada pukul 12) dan menghalakan penderia ke selatan. Sudut azimut tatasusunan suria ialah 45°, iaitu kira-kira pemasangan yang betul untuk kebanyakan kawasan di Amerika Syarikat.

Pengukuran bermula pada awal pagi, pada waktu subuh. Kini, sehingga matahari terbenam, peranti akan merekodkan bilangan jam di mana matahari menyediakan tenaga yang mencukupi untuk digunakan. Dalam kes ini, pengaruh awan yang lalu dan tempoh sinaran jatuh pada sudut akut ke permukaan (di mana jumlah tenaga yang sangat kecil jatuh pada bateri) diambil kira secara automatik. Pada penghujung hari, anda boleh terus membaca bilangan jam cahaya matahari yang berguna untuk hari itu. Jika tangan menunjuk kepada 5, maka terdapat 5 jam berguna. Tetapkan semula jam dan ia sedia untuk keesokan harinya.

Menggunakan kaedah lain, nilai insolasi terkumpul boleh diperolehi. Hanya catatkan bacaan setiap hari tanpa menukar jam dan kira jumlah pusingan tangan semasa pengukuran. Hasilnya ialah keadaan insolasi dalam jangka masa yang panjang.

Anda boleh menentukan purata tempoh pendedahan suria (dalam jam) dalam beberapa cara berbeza: setiap minggu, setiap musim, setahun. Ia semua bergantung kepada data yang diperlukan.

Pengarang: Byers T.

Lihat artikel lain bahagian Sumber tenaga alternatif.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Pengering tangan menyebarkan bakteria 05.05.2016

Semua orang tahu bahawa mencuci tangan dengan kerap adalah penting untuk melindungi diri anda daripada pelbagai bakteria dan virus. Dan saintis dari Universiti Westminster (UK) memutuskan untuk memeriksa betapa pentingnya untuk mengeringkannya dengan betul selepas itu.

Penyelidik telah mendapati bahawa pengering tangan jet moden sebenarnya tidak lebih baik daripada pengering tangan "kuno" atau tuala kertas. Hakikatnya ialah peranti ini, mampu mengeringkan tangan dengan cepat, pada masa yang sama membawa bakteria dengan aliran udara pada kelajuan 690 km / j pada jarak sehingga tiga meter. Kajian telah menunjukkan bahawa pengering jet merebak kira-kira 20 kali lebih banyak virus daripada model lama yang lebih perlahan yang meniup udara hangat. Dan berbanding dengan tuala kertas, pengering jet menyebarkan 1300 kali lebih banyak virus dan bakteria!

Semasa percubaan, saintis menguji 3 kaedah mengeringkan tangan: tuala kertas, pengering tangan konvensional dan pengering jet yang lebih pantas. Ternyata pengering jet boleh menyebarkan virus dengan aliran udara yang kuat pada jarak sehingga tiga meter, pengering udara panas konvensional - hanya 75 sentimeter, dan kain lap tangan - hanya 25 sentimeter. Walau bagaimanapun, pakar dari Dyson, yang menghasilkan pengering jet Airblade, tidak bersetuju dengan keputusan ujian.

Pertama sekali, mereka tidak menyukai metodologi eksperimen, mengikut mana British "mencemarkan" tangan mereka dalam penyelesaian dengan virus, dan kemudian mengeringkannya menggunakan salah satu daripada tiga kaedah. Dyson percaya kajian itu dilobi oleh pengeluar tuala kertas dan dijalankan dalam persekitaran tiruan dengan tahap pencemaran virus yang luar biasa tinggi, dan orang ramai secara rutin mencuci tangan dengan sabun dan air sebelum menggunakan pengering.

Berita menarik lain:

▪ Sauerkraut sebagai penawar kanser

▪ Ikan biohibrid daripada sel jantung manusia

▪ Jam tangan Casio dalam gaya siri Stranger Things

▪ Muzik dari mesin

▪ Ionistor graphene yang luas dan tahan lama

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian laman web Pengawal mikro. Pemilihan artikel

▪ pasal Angkat tabir kerahsiaan. Ungkapan popular

▪ Bagaimanakah agama-agama utama berasal? Jawapan terperinci

▪ artikel Tukang pemasangan mekanikal yang membuat kurungan untuk memasang rangka blok spring. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Pemeliharaan pokok. Resipi dan petua mudah

▪ artikel Pengecas untuk pencukur elektrik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web