Angesichts der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie spielen Sensoren aller Art eine wichtige Rolle im Hintergrund und liefern in vielen Bereichen wichtige Daten. Solarstrahlungssensoren spielen mit ihrer präzisen Messung der Sonneneinstrahlung in vielen Branchen eine unverzichtbare Rolle.
Solarstrahlungssensoren sind im Wesentlichen Präzisionsinstrumente zur Messung von Sonnenstrahlung und Sonnenenergie. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die empfangene Sonnenstrahlung möglichst verlustfrei in andere, leicht messbare Energieformen wie Wärme und Elektrizität umzuwandeln. Dieser Umwandlungsprozess, der einer subtilen Energiemagie gleicht, ermöglicht es uns, die Geheimnisse der Sonnenstrahlung zu ergründen.
Aus technischer Sicht zeigt der Sonnenstrahlungssensor eine hervorragende Leistung. Die übliche Sensorgröße beträgt in der Regel 100 mm Durchmesser und 100 mm Gesamthöhe. Der Messbereich ist recht breit und kann 0–2500 W/m² erreichen. Die Empfindlichkeit erreicht 7–14 μV/(W·m⁻²) und der Innenwiderstand beträgt ca. 350 Ω. Die Reaktionszeit ist sogar noch schneller und erfasst Änderungen der Sonneneinstrahlung in ≤30 Sekunden (99 %). Stabilität und nichtlinearer Fehler liegen bei ±2 %, die Genauigkeit beträgt 2 %, die Kosinus-Reaktion beträgt ≤±7 % bei einem Sonnenstand von 10°, der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20 °C und +70 °C, die Signalausgabe kann 0–25 mV erreichen (bei Ausstattung mit einem dl-2-Stromtransmitter kann auch ein Standardsignal von 4–20 mA ausgegeben werden). Dank dieser hervorragenden Leistungsparameter kann der Sonnenstrahlungssensor die Messaufgabe in der komplexen und veränderlichen Umgebung stabil und genau erfüllen.
Die Hauptantriebskraft der atmosphärischen Zirkulation, einem lebenswichtigen Naturphänomen der Erde, ist die Sonnenstrahlung. Sonnenstrahlung erreicht die Erdoberfläche auf zwei Wegen: zum einen als direkte Sonnenstrahlung, die die Atmosphäre direkt durchdringt, und zum anderen als Streustrahlung, d. h. die einfallende Sonnenstrahlung wird von der Oberfläche gestreut oder reflektiert. Forschungsergebnissen zufolge werden etwa 50 % der kurzwelligen Sonnenstrahlung von der Oberfläche absorbiert und in thermische Infrarotstrahlung umgewandelt. Die Messung der direkten Sonnenstrahlung ist eine der wichtigsten Aufgaben von Sonnenstrahlungssensoren. Durch die genaue Messung der Sonnenstrahlung gewinnen wir Einblicke in die Quelle und Verteilung der Erdenergie und schaffen so eine solide Datengrundlage für Forschung und Anwendungen in vielen Bereichen.
Solarstrahlungssensoren finden in der Praxis vielfältige Anwendung. Im Bereich der Solarenergienutzung sind sie ein wichtiges Instrument zur Bewertung des Solarenergiepotenzials und zur Optimierung von Design und Betrieb von Solarstromerzeugungssystemen. Mithilfe der von Solarstrahlungssensoren bereitgestellten Daten können Ingenieure die Sonneneinstrahlungsintensität in verschiedenen Regionen und zu verschiedenen Zeiten präzise einschätzen, um Standort und Anordnung von Solarkraftwerken rational zu planen und die Effizienz und Stabilität der Solarstromerzeugung zu verbessern. Beispielsweise sind in einigen großen Photovoltaikkraftwerken hochpräzise Solarstrahlungssensoren installiert, die Veränderungen der Sonneneinstrahlung in Echtzeit überwachen und den Winkel und den Betriebszustand der Photovoltaikmodule rechtzeitig anpassen können, um die Sonnenenergienutzung zu maximieren und die Stromerzeugungseffizienz zu verbessern.
Auch die Meteorologie ist untrennbar mit Sonnenstrahlungssensoren verbunden. Durch die Analyse von Sonnenstrahlungsdaten können Meteorologen Wetteränderungen genauer vorhersagen und Klimatrends untersuchen. Als wichtige Energiequelle des Klimasystems der Erde hat die Sonnenstrahlung einen tiefgreifenden Einfluss auf atmosphärische Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und andere meteorologische Elemente. Die kontinuierlichen und präzisen Daten der Sonnenstrahlungssensoren helfen Wissenschaftlern, meteorologische Prozesse gründlich zu verstehen und die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Wettervorhersagen zu verbessern. Beispielsweise sind Sonnenstrahlungsdaten in numerischen Wettervorhersagemodellen ein wichtiger Eingabeparameter, und ihre Genauigkeit steht in direktem Zusammenhang mit der Genauigkeit der Modellsimulation der Wettersystementwicklung.
Auch in der Landwirtschaft spielen Sonnenstrahlungssensoren eine besondere Rolle. Wachstum und Entwicklung von Nutzpflanzen hängen eng mit der Sonneneinstrahlung zusammen. Eine angemessene Lichtintensität und -dauer sind die wichtigsten Voraussetzungen für die Photosynthese und Nährstoffanreicherung der Pflanzen. Agrarforscher und Landwirte können Sonnenstrahlungssensoren nutzen, um das Licht auf dem Feld zu überwachen und je nach Lichtbedarf der verschiedenen Wachstumsphasen der Pflanzen entsprechende Anbau- und Bewirtschaftungsmaßnahmen zu ergreifen, wie z. B. eine angemessene Bepflanzung mit hoher Dichte oder die Anpassung von Sonnenschutznetzen. So fördern sie ein gesundes Wachstum der Pflanzen und verbessern Ertrag und Qualität der landwirtschaftlichen Produkte.
Auch in der Erforschung der Alterung von Baumaterialien und der Luftverschmutzung sind Sonnenstrahlungssensoren unverzichtbar. Bestandteile der Sonnenstrahlung wie ultraviolette Strahlen können den Alterungsprozess von Baumaterialien beschleunigen. Durch die Messung der Intensität und spektralen Verteilung der Sonnenstrahlung können Forscher die Haltbarkeit verschiedener Baumaterialien unter Sonneneinstrahlung bewerten und eine wissenschaftliche Grundlage für deren Auswahl und Schutz schaffen. Darüber hinaus interagiert Sonnenstrahlung mit Schadstoffen in der Atmosphäre und beeinflusst so atmosphärische chemische Prozesse und die Luftqualität. Daten von Sonnenstrahlungssensoren können Wissenschaftlern helfen, den Entstehungsmechanismus und das Diffusionsgesetz von Luftverschmutzung zu untersuchen und die Entwicklung wirksamer Maßnahmen zur Vermeidung und Kontrolle der Verschmutzung zu unterstützen.
Die jüngste Branchendynamik ist ein Beispiel dafür: Auf der 20. Internationalen Solarenergie-Nutzungskonferenz in China (Jinan) und der vierten Expo für neue Energie- und Energiespeicheranwendungen in China (Shandong), die vom 5. bis 7. März stattfanden, präsentierte die Qiyun Zhongtian Company selbst entwickelte hochpräzise Überwachungsgeräte für die Photovoltaik-Umgebung sowie intelligente Komplettlösungen. Das vom Unternehmen eingeführte integrierte Solarstrahlungsüberwachungssystem mit vollständiger Direktdispersion ermöglicht die integrierte Überwachung von Gesamtstrahlung, Direktstrahlung und Streustrahlung mit einem einzigen Gerät. Die Messgenauigkeit erreicht den Class-A-Standard und erregte damit die Aufmerksamkeit vieler Vertreter von Energieunternehmen, und mehrere Unternehmen haben bereits Kooperationsabsichten vereinbart. Dieses Beispiel verdeutlicht die innovative Anwendung und das Marktpotenzial der Solarstrahlungssensortechnologie in der Branche.
Entdecken Sie das automatische System zur Überwachung der spektralen Sonnenstrahlung. Dieser intelligente Solarspektralstrahler wird in der Solarenergienutzung, der Atmosphärenforschung, der Landwirtschaft und Umweltüberwachung sowie in weiteren Bereichen eingesetzt. Er nutzt eine Kombination aus Multispektralfilter und Thermosäule, die nicht nur die Strahlungsenergie der Sonne in verschiedenen Spektralbereichen präzise messen kann, sondern gleichzeitig auch die Gesamtstrahlung, die Streustrahlung und weitere Daten erfasst. Das System verfügt über zahlreiche erweiterte Funktionen wie Strahlungsdatenüberwachung, wissenschaftlich-technische Erfassungsinstrumente, drahtlose Datenspeicherung, intelligente Datenverwaltung und -pflege, selbstkalibrierende Empfindlichkeit und einen globalen Tracker und bietet damit eine ideale Lösung für die langfristige Bewertung der spektralen Sonnenenergie, der Solarenergieressourcen und der meteorologischen Bewertung vor Ort.
Als zentrales Messinstrument trägt der Solarstrahlungssensor mit seiner präzisen Messfähigkeit und seinen vielfältigen Anwendungsbereichen maßgeblich zum Verständnis der Sonne, der Nutzung von Solarenergie und der Erforschung des Umweltwandels bei. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie werden Solarstrahlungssensoren in immer mehr Bereichen eine immer wichtigere Rolle spielen und zur nachhaltigen Entwicklung der Gesellschaft beitragen. Wir freuen uns darauf, dass Solarstrahlungssensoren in Zukunft noch mehr wissenschaftliche und technologische Erkenntnisse liefern und der Menschheit helfen, unbekannte Gebiete zu erforschen und ein besseres Leben zu schaffen.
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Veröffentlichungszeit: 25. März 2025