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SPN1太阳能监测传感器

浏览量:42

更新时间:2020-07-31

简要描述:

用途:SPN1太阳能监测传感器,为长期户外测试而设计内置加热器。也可作为遮光环日照强度计、日温计或传统的日照记录器使用。SPN1太阳能监测传感器操作简便,无须常规调整和极性排列,可在任何纬度都可工作。

用途:SPN1太阳能监测传感器,为长期户外测试而设计内置加热器。也可作为遮光环日照强度计、日温计或传统的日照记录器使用。SPN1太阳能监测传感器操作简便,无须常规调整和极性排列,可在任何纬度都可工作。

 

特点:

       总辐射和散射辐射都可以同时测量,单位W/m2;

       辐射WMO标准的日照阈值:120 W/m2导向光束;

       无常规调整和极性排列

      不需要移动部件,遮阴环和电动跟踪装置;

      可在任何纬度进行测量工作;

      精密的玻璃圆顶

      宽频率的热堆传感器

      接近理想的光谱和余弦响应

      标准的输出灵敏度

 

设计特点:

SPN1 采用一排7 个微型热堆传感器和控制器控制遮光方式来测量射入日光的直射和散射部分。遮光方式和微型热堆传感器的排放,使得无论太阳在什么位置,至少有1 个热堆传感器完全暴露在阳光下并且至少有1 个完全在阴暗处。所有7 个微型热堆传感器接收同样量的散射光。根据每个热堆的读数,微处理器计算出总辐射和散射的地面光线,并通过这些值得估算出日照状况。

 

 

输出:SPN1 为总辐射和散射提供了两个模拟电压输出及日照时数的数字输出。这些输出信号与数据记录器相连,如Delta- T 的DL2e 及GP1。也可以直接通过RS232 串口连接电脑获取读数。

 

加热器:在结露、结冰、下雪的情况下,内置的加热器可使玻璃圆顶仍保持透明,确保在恶劣的气候条件下也能测得可靠的数据。

 

SPN1的设计原理:SPN1 的设计原理被试用在Delta-T 的BF3 辐射传感器上,并通过了有效测试。采用微型热堆传感器,高质量的玻璃圆顶和铝制外壳,大大改进了原始的设计。内部电子元件为重新设计为高精度、低功耗元件。SPN1 将总辐射减去散射可以得出直接辐射。

 

实验比较结果:

SPN1 与Kipp & Zonen CM6B

Kipp & Zonen CM6B 传感器中的一个被太阳追踪圆盘遮盖住。以下展示了样品的测试结果。(SPN1无需太阳追踪部件)

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

日照时数:日照亮度的WMO 极限为与太阳直接光束垂直的平面上所接收到的120W. m-2.. 它不能使用地面余弦校正传感器直接测量,因此SPN1 采用一个基于直接辐射散射比率的运算法则,并结合它们的绝对值来估算其在WMO 标准的少数百分比内。此图表为BF3 Campbell-stocks 日照记录计,在数月内试验的结果比较图。依据WMO 标准,BF3 的每日误差为20 分钟。相对应的,Campbell-stocks 的精度更差,每日误差将近1个小时。SPN1 是目前BF3 的日照传感器的高级版本,使用的是相同的日照时数运算法则。

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

应用领域:

气象学

       太阳辐射

       气候变化

       气体污染

       日照持续时间

       云层研究

农业和植物研究

        ET和热通量研究

        冠层分析和模型化

建筑学和建筑物设计

        建筑管理系统

        PV效率和能量平衡

 

技术规格:

WMO 级别

符合WMO 优质辐射计标准

总体精度:总辐射及散射

±5%(日积分)

±5% ±10W/m2(每小时平均值)

±8% ±10W/m2(个别读数)

精度的可信度95% ,即在正常的气候条件下,单个读数在所设定的限制内的概率是95% 

分辨率

0.6 W/m2 = 0.6mV

测量范围

0 ~>2000 W/m2

模拟输出的对应关系

1mV = 1 W/m2

模拟输出范围

0~2500 mV

日照状态极限

120 W/m2导向光束

精度状态精度

±10%

余弦修正精度

0-90°顶角入射光的±2%

方位角精度

±5%360°旋转)

温度漂移系数

±0.02% / 

工作温度范围

-20~+70

校正/稳定性

工厂校准,建议每2年校准一次

响应时间

<200ms

光谱响应

400~2700nm

光谱灵敏度变化

10%(典型)

非线性

<1%

倾斜响应

可忽略

零点漂移

在室温下,每变化5/小时,<3 W/m2 夜晚读数<3 W/m2

工作纬度范围

-90°~+90°

密封等级

IP67等级

日照状态输出

无日照=开路

有日照=短路到接地

供电

2mA(不包含加热器电源)

5V~15V DC

加热器供电

12V-15V DC,最大1.5A

加热器控制

外部温度低于0,持续变化至20W 输出

最低的无霜无冰温度(使用加热器时)

-20在风速m/s 

-10在风速2 m/s 

可选安装底座

3×M5 底座分接孔;108mm PCD120°间距

尺寸/重量

140mm直径× 100 mm高度/940

产地:英国

 

        近日:点将科技研发团队调查研究了国内几家主要的太阳能辐射监测设备代理商在光热发电行业应用较多主要设备有荷兰BSRN-30系列(荷兰KIPP&ZONEN公司)、美国BSBR1000以及点将科技代理的英国SPN1等产品,对其各自的产品特点、应用现状进行了对比了解。

 

     通过对比,点将科技研发团队了解到这几款太阳辐射监测设备差异性主要体现在以下几个方面:

 

 

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong><strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>    <strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

英国SPN1                                美国BSBR1000                                     荷兰BSRN

 

1稳定性:

国产太阳辐射监测系统目前在稳定性方面与国外产品相比还有距离。一些光热项目开发商告诉记者一个现象,建电站时,有时用国外辐射监测系统一套就可以了,只需隔一段时间校正一次。但是用国产辐射监测系统则要用2套甚至更多进行对比统计。经咨询专业人员,记者了解到其实国内外设备的监测原理都一样,一般都是使用热电堆进行感光然后转化成电流后换算结果,但因为国内外产品材料的差异而导致了产品稳定性的较大差异。

 

2 使用寿命:

点将科技研发团队了解到,阳光辐射监测设备的使用会随着时间有一定的衰减,这是因为经过经年累月的风吹日晒,辐射监测设备中的热电堆不可避免地会发生老化。而在这方面国内产品要处于绝对的劣势,经了解,这也是由于材料方面国产设备没有国外产品的技术水平高造成的。国产产品的使用寿命在超过1年后可能会在稳定性和精度方面出现很大程度地下降,但国外产品却可以保证较长时间地稳定使用。点将科技提供资料,瑞士气象局于2005年开始使用的SPN1设备,至今还在正常使用和观测。

  

3、 产品价格:

点将科技研发团队发现,价格可能是国产设备较有优势。通过比较,荷兰的BSRN-30价位较高,市场价约在40万左右。而美国BSBR1000产品较低一些,市场价约在20万左右。英国SPN1市场价约在10万左右,而国产的辐射监测设备市场价仅3~5万左右。

 

4、 是测量精度:

国内太阳辐射监测设备测量精度较低,误差一般在5%左右。手持仪器的精度误差要更大,在10%左右。而国外产品测量精度要高出很多,点将科技代理的英国SPN1经过国家气象局标定结果为:总辐射观测误差为0.6%左右,直接辐射的观测误差为1%左右,经国家气象局标定,其观测精度也非常高。荷兰BSRN-10系列和美国BSBR1000的测量精度更高,测量误差能达到0.2%以内。

 
 综上所述,点将科技代理的英国SPN1这款产品比起上述两款国外产品的优势:

1、 体积较小,无移动部件,操作方便。

2、SPN1 采用一排7 个微型热堆传感器和控制器控制遮光方式来测量射入日光的直射和散射部分。遮光方式和微型热堆传感器的排放,使得无论太阳在什么位置,至少有1 个热堆传感器完全暴露在阳光下并且至少有1 个完全在阴暗处。

3、 这款产品与上述两款国外产品的相比检测精度略低,但性价比较高,经国家气象局标定,其观测精度也非常高。

4、 这款产品相对于上述两款产品价格便宜,市场价约在10万左右。建议对于前期用于野外无人值守、长期连续观测的的光热电站开发商可以采用。

5、在结露、结冰、下雪的情况下,内置的加热器可使玻璃圆顶仍保持透明,确保在恶劣的气候条件下也能测得可靠的数据。

 

此外点将科技代理的英国SPN1可以配合厂商自带的GP1数据采集器自动记录数据,记录数据非常方便,具体如下:

1、GP1是一款功能强大、多用途、经济型数据采集器,它为SPN1提供了一个低能耗的数据记录方案。下图为GP1怎样记录SPN1日照辐射传感器读数并数据输出给PC或PDA。

2、当SPN1的输出口与PC或其他串口设备直接相连时,也可以进行数据记录。

<strong><strong><strong><strong><strong>SPN1太阳能监测传感器</strong></strong></strong></strong></strong>

 

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