A5M13VSO Úloha číslo:1
MĚŘENÍ INTENZITY A SPEKTRA SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ
Zadání: 1) Pomocí pyranometru SG420, Light metru LX-1102 LX 1102 a měřiče intenzity záření Mini-KLA Mini změřte intenzitu záření a homogenitu rozložení záření na povrchu modulu. Údaje jednotlivých měřicích přístrojů vzájemně porovnejte. 2) Pomocí spektrálního analyzátoru změřte spektrum záření přiložených světelných zdrojů. Naměřená spektra použijte k identifikaci fikaci zdrojů spekter naměřených v příloze (A). Z identifikovaných spekter určete, který zdroj světla má relativně nejvyšší obsah žluté barvy.
Obrázek 1:: Měřiče intenzity osvětlení (zleva): Mini-KLA; Mini Light Meter LX-2011; 2011; Pyranometr Pyran SG420
Teoretická příprava Intenzita záření jinak také „ozáření“ vyjadřuje energii dopadající na jednotku povrchu ozařovaného tělesa esa za jednotku času. Označíme-li li plošný element ozařovaného tělesa Δ a zářivý tok dopadající na tento element Δ Δ , můžeme psát [4]: Δ W
Δ m
lim
(1)
Pokud budeme pro zdroj ozáření uvažovat bodový zdroj světla, potom ozáření klesá se čtvercem vzdálenosti ozařované plochy. Při uvažování sklonu ozařované plochy pod úhlem (odklonu od normály) můžeme vztah přepsat [4]:
· cos α W m
(2)
1
A5M13VSO Úloha číslo:1 Pyranometr SG420 Tento pyranometr funguje na principu různé emisivity barev. Bílá barva odráží světlo jinak než černá a stejně tak jej i pohlcuje. uje. Při pohlcení dochází k ohřátí materiálu. Na spodní straně každého segmentu je umístěn termočlánek. Rozdíl teplot mezi černými a bílými segmenty je zesílen, vyhodnocen a zobrazen v jednotkách . Během měření držíme pyranometr na měřeném místě po dobu 50 s (ustálení teplot segmentů) a poté stiskem černého tlačítka zobrazíme měřený údaj.
Light meter LX-1102 Přístroj vyhodnocuje signál získaný pomocí čidla – fotonky. Čím více světla dopadne, tím více fotonka vyprodukuje. Údaj je ukazován v jednotkách Lux nebo Foot⋅Kandela andela (1 Foot⋅Kandela = 10,7639 Luxů). Přepočet jednotek Lux na nelze jednoduše bez znalosti spektra stanovit. Pro vlnovou délku 555 nm je udávána hodnota 1 Lux " 1,464
. Při přepočtu je nutné přepočítat plochu spektra podle spektrální citlivosti luxmetru (Gaussova křivka).
Mini-KLA Analyzátor Mini-KLA KLA je vybaven podobně jako Luxmetr externím článkem, který funguje jako sonda. Na rozdíl od ostatních měřicích přístrojů je určen pro určení intenzity dopadajícího záření pro potřeby fotovoltaiky aiky (článek má stejnou spektrální citlivost jako měřený panel). Údaj je zobrazen ve .
Spectra Suite Program spustíme a v okně grafu se objeví aktuálně snímané spektrum. Pro přizpůsobení měřítka stiskneme příslušné tlačítko (viz ( Obrázek 2).
Obrázek 2: Spectra Suite
2
A5M13VSO Úloha číslo:1
Postup měření: • • • •
•
Zapneme zdroj světla v konfiguraci dle cvičícího. Přiložíme čidlo přístroje a postupně pro pro všechny články na modulu změříme hodnoty intenzity osvětlení. Měření opakujeme pro všechny přístroje. Zapneme program obsluhující spektrální analyzátor a sledujeme zobrazovaná spektra jednotlivých světelných zdrojů. Spektra porovnáme s přílohou (A) a pokusíme po se identifikovat zdroje použité pro pořízení jednotlivých spekter v příloze. Pokud nenalezneme u některého spektra shodu, pokusíme se zdroj odhadnout z charakteru spektra. Z nasnímaných spekter spočítáme množství dopadlé světelné energie (plocha pod křivkou). Z velikosti intenzity záření při vlnové délce odpovídající žluté barvě a množství energie spočítáme, které záření má relativně nejvyšší obsah žluté barvy.
Literatura: [1] Pveducation.org. [on-line] line] http://www.pveducation.org/pvcdrom.. [2] Radek Stojan; Zařízení pro měření intenzity slunečního záření; bakalářská práce VÚT BRNO 2008 [3] Wikipedia. Luminosity function. function [on-line] http://en.wikipedia.org/wiki/Luminosity_function rg/wiki/Luminosity_function.
[4] Kalus, R. Trivium z optiky - Informace studentům - Katedra fyziky Přf řf OU [on-line]. Cite 2011, Informace studentům - Katedra fyziky Přf P OU: http://artemis.osu.cz:8080/artemis/view.php?ids=1&idr=1&idc=33 [5]
3
A5M13VSO Úloha číslo:1
Příloha A
Spektrum 1
Spektrum 2
4
A5M13VSO Úloha číslo:1
Spektrum 3
Spektrum 4
5
A5M13VSO Úloha číslo:1
Spektrum 5
Spektrum 6
6
A5M13VSO Úloha číslo:1
Spektrum 7
Spektrum 8
7
A5M13VSO Úloha číslo:1
Spektrum 9
Spektrum 10
8
