156
به نام خدا

Radiation & instruments

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Radiation & instruments

به نام خدا

Page 2: Radiation & instruments

دوره آموزش ی

تابش خورشـیدی و زمینی و اندازه گیـری آنها|

سر فصل های آموزش

تعریف انرژی خورشیدی و اهمیت آن•نقش انرژی خورشیدی در ایجاد برخی از پدیده های جوی •مبانی نظری و آشنایی با مؤلفه های مختلف تابش خورشیدی و زمینی و نحوه محاسبه آنها•کاربرد اندازه گیری مؤلفه های مختلف تابش خورشیدی و زمینی•آشنایی با استانداردهای مکان یابی ایستگاه های تابش سنجی اصلی و تکمیلی•(تر و آلبیدومترآفتاب نگار، پیرانومتر، پیرژئوم)آشنایی با ابزارهای تابش سنجی موجود در ایستگاه های تابش سنجی اصلی کشور •علت استفاده از کارت آفتاب نگار متفاوت در فصول مختلف •نحوه اندازه گیری و ثبت و گزارش مقدار ساعت آفتابی•

TSR, RSR, DSRنحوه قرائت مقادیر •در کد مربوطهTSRنحوه محاسبه و گزارش •نگهداری ابزارهای تابش سنجی•

و استفاده از جدول مربوطهCM 121Bروش تنظیم حلقه سایه انداز •SOLRADآشنایی با دستگاه اندیکاتور •Integratorآشنایی با نرم افزار •چگونگی صحت سنجی سنسور پیرانومتر در محل نصب دستگاه با استفاده از پیرانومتر استاندارد ثانویه•چگونگی قرائت، ثبت و کد کردن داده های تابش•

Page 3: Radiation & instruments
Page 4: Radiation & instruments
Page 5: Radiation & instruments
Page 6: Radiation & instruments
Page 7: Radiation & instruments
Page 8: Radiation & instruments
Page 9: Radiation & instruments
Page 10: Radiation & instruments
Page 11: Radiation & instruments
Page 12: Radiation & instruments

کاربرد اندازه گیری مؤلفه های مختلف تابش خورشیدی و زمینی

شناخت اقليم منطقه1.

معماري 2.

شهرسازي 3.

به كار گیري انرژي خورشيد4.

مدل هاي رشد محصوالت كشاورزي و آسيبهاي ناش ي از تابش بر غالت5.

هيدرولوژي و تعادل تابش ي6.

تبخیر و تعرق 7.

مدلسازي فرايندهاي جوي و اقيانوس ي8.

پيش بيني عددي 9.

ژئورادیومتری 10.

آلودگی هوا11.

Page 13: Radiation & instruments

Model ARPEGE 0.5 Model GFS 0.5

Page 14: Radiation & instruments
Page 15: Radiation & instruments
Page 16: Radiation & instruments

1995-2015فتوولتائيك در بازه زمانى ظرفيت تجمعی جهانى سيستمهاى

Page 17: Radiation & instruments

Aguaفتولتائيكنیروگاههكتار،2400مساحتبهزمينیدر آريزوناايالتيوماىشهر در Calienteجهاندر خودنوعدر نیروگاهبزرگترينعنوانبهحاضر حالدر ظرفيتاينبانیروگاهى.استشدهساختهمگاوات90معادلظرفيتیبااكسيددىتنهزار 220انتشاراز و نمايدتامینراخانههزار 225ازبيشنياز موردبرق كهرودمیانتظار و آمدهحساببه

.باشدمیهاهجاداز اتومبيلهزار 40خروجمعادلرقماينكهكندجلوگیرى سالدر كربن

Page 18: Radiation & instruments

IRAN Solar Irradiance Wh/sqm per day

Page 19: Radiation & instruments
Page 20: Radiation & instruments

فهرست و توان نیروگاه های خورشیدی ایران

سال احداث توان نامی نام و مکان نیروگاه خورشیدی ردیف

2016 مگاوات1 اراک 1

2009 مگاوات467 یزد 2

2009 کیلووات500 شیراز 3

2010 کیلووات432 مشهد 4

2012 کیلووات24 بیرجند 5

Page 21: Radiation & instruments

نیروگاه خورشیدی شیراز، نخستین نمونه از نوع نیروگاه های خورشیدی سهموی خطی در کشور است

.کیلووات است۲۵۰و در حال حاضر توان این نیروگاه

Page 22: Radiation & instruments

نیروگاه خورشیدی مشهد

Page 23: Radiation & instruments

نیروگاه خورشیدی بیرجند

Page 24: Radiation & instruments
Page 25: Radiation & instruments
Page 26: Radiation & instruments

Primary Pollutant + Photochemical Reaction Secondary Pollution

Page 27: Radiation & instruments

Smoke + Fog = Smog(1905, Dr. DOWEH)

Smoke + Fog = Smog(1905, Dr. DOWEH)

Page 28: Radiation & instruments
Page 29: Radiation & instruments
Page 30: Radiation & instruments
Page 31: Radiation & instruments

مبانی نظری

Solar)خورشيديتابش• radiation):

انرژينايازبخش ي.شودميگسيلخورشيد،بوسيلهكهاستالكترومغناطيس يانرژييكخورشيدي،انرژيExtraterrestrial)خورشيدزميني فوق تابش(جوقله)رسدميزمینجوبااليبهكه solar

radiation)تابشآنبهكهاست،نانومتر3000تا290طيفيمحدودهدرانرژي،اين%97.شودميناميدهزمینجوداخلبهخورشيد،زميني فوق تابشازبخش ي.گويندمينیزكوتاهموجطول تابشگاهيوخورشيدي

اهواويزهگاز،مولكولهايبوسيلهآنازبخش يمسیراينطول دررسد،ميزمینسطحبهوكردهنفوذ(Aerosol)،شودميپراكندهياوجذبابردرموجودكريستالهايوابرقطرات.

Terrestrial)زمينيتابش• radiation ):

موجودرهايابوهواويزهاگازها،وزمینسطحبوسيلهكهاستبلنديموجطول باالكترومغناطيس يانرژيبرايبراينبناكند،ميسیربلندموجطول سمتبهتابشطيفپايیندماهايدر.شودميگسيلآنجودر

دروشدهگسيلنانومتر3000ازبيشبلندموجطول بازمينيتابشتوانازدرصدK°300،99/99دماي.شودميگسيلنانومتر5000ازبيشبلندموجطول باآندرصد99حدود

تعاریفكه از زير مجموعه هاي انجمن هواشناس ي و (IRC : International Radiation Commission)اين تعاريف بوسيله كميسيون بین املللي تابش سنجي

است و همچنین بوسيله (IAMAS : International Association of Meteorology and Atmospheric Sciences)علوم جو بین املللي .ارائه شده است(ICI : International Commission on Illumination)كميسيون بین املللي روشنايي

Page 32: Radiation & instruments
Page 33: Radiation & instruments
Page 34: Radiation & instruments

Total)مجموعتابش• radiation):

تا3000محدودهدرزمينيتابشونانومتر3000تا300طيفيمحدودهدرخورشيديتابشمجموعبههواشناس يدر

.شودميگفتهمجموعتابشنانومتر100000

:GR)کلیتابش• Global radiation):

تابشرانانومتر3000تا300طيفيمحدودهدرافقيسطحيكبهاسترادیان2فضاييزاويهازرسيدهخورشيديتابش

واحدبهاييفضزاويهازكهاستآسمانپراكندهتابشوخورشيديمستقيمتابشجمعحاصلتابشاين.گويندميکلی

خورشیدیکلتابشکلی،تابشبجایگذشتهدر.رسدميافقيسطح

(TSR: Total Solar Radiation)شدمیگفته.

)آسمانپراكندهتابش• DSR: Diffuse Sky Radiation):

.شودميگفتهآسمانپراكندهتابشزمینجوتوسطشدهپراكنده(كوتاهموجطول )خورشيديتابشبه

:RSR)خورشيديبازتابش• Reflect Solar Radiation):

گاهيوخورشيديبازتابشزمین،سطحازنانومتر،3000تا300طيفيمحدودهدرخورشيديكوتاهموجطول بازتابش به

.شودميگفتهکلیبازتابش

Page 35: Radiation & instruments

(Downward Long wave Radiation)تابش طول موج بلند پائین سو •

.شودمیتهگفسوپائینبلندموجطول تابشزمینجوبلندموجطول بازتابشوزمینجووخورشیدبلندموجطول تابشبه

(Upward Long wave Radiation)تابش طول موج بلند باال سو •

.به تابش و بازتابش طول موج بلند زمینی تابش طول موج بلند باالسو گفته می شود

(Infrared Radiation)تابش فرو سرخ •

(IR)فروسرختابشمحدوده.شودمیگفتهفروسرختابشنانومتر800ازبیشموجطول باتابشبهابهقسمتسهبهمعموال

:گرددمیتقسیمزیرشرح

Near-IR: (700-1000) to 5000 nm

Mid-IR: 5000 to (25000-40000) nm

Far-IR: (25000-40000) to (200000-350000) nm

(Ultraviolet Radiation)تابش فرابنفش •

نیزفرابنفشتابشمحدوده.شودمیگفته(UV)فرابنفشتابشنانومتر400ازکوتاهترموجطول باتابشبهاسهبهمعموال

:گرددمیتقسیمزیرشرحبهقسمت

UV-A: 315-400 nm

UV-B: 280-315 nm

UV-C: 100-280 nm

Page 36: Radiation & instruments

عوامل مؤثر در تابش خورشیدی

انرژی تابش ی خورشید1.

فاصله خورشید از زمین2.

ارتفاع خورشید3.

مدت تابش4.

Page 37: Radiation & instruments

در انرژي گسيل شده از طرف خورشيد به سمت زمین رخ % 1مطالعات انجام گرفته نشان مي دهد كه چنانچه تغيیراتي كمتر از

.دهد، اختالالت چشمگیري در آب و هواي زمین رخ خواهد داد

ازدورهاينوشدپيشنهادهاكلفشدتبرايايدورهميالدي1843سالدربارنخستینكاملدورةهر.استسال22كاملسيكليكتناوبدوره.استشدهتأييدبعدبهزمانآن.شودميتقسيمساله11نيمةدوبه

ابشماليآمريكايواروپادرسردهايدورهكهدهدمينشانمدتبلندتحقيقاتبرداشته،نزديكيهمزمانيداشتهكميهايكلفيابودهكلفبدون خورشيدكهزمانهاييهايفعاليتاوجزمانهايباخوبيهمبستگيفوق نواحيدرگرمهايدورهعكس

خورشيدييفعاليتهاتغيیركهدهدمينشانتحقيقاتايننتايج.استداشتهخورشيدي.استبودهاخیرساله80تا50اقليميتغيیراتاصليعامل

برايساله22بازگشتدورهازحاكيآمريكامتحدهاياالتدرشدهانجامتحقيقات22املكسيكليكتناوبدورهبادورهاينكهاستكشور آنغربمناطقخشكساليهاي

خورشيديهايكلفسالها.داردهمبستگيكامال

sunspot

بيستمقرن ۸۰دههازشدهرصدهايدادههايكلفتعدادكهدهندمينشان

دهشگسيلتابش يانرژيمقدارباخورشيديچههر.استمرتبطزمینبهخورشيداز

گسيلتابش يشارباشد،بيشترهاكلفتعدادميافزايشزمینسمتبهخورشيدازشده

.يابد

Page 38: Radiation & instruments

Sola

r D

ynam

ics

Ob

serv

ato

ry

30-03-2010

Page 39: Radiation & instruments

A coronal mass ejection as captured by SOHO.Credits: ESA&NASA/SOHO

Page 40: Radiation & instruments
Page 41: Radiation & instruments
Page 42: Radiation & instruments
Page 43: Radiation & instruments
Page 44: Radiation & instruments
Page 45: Radiation & instruments
Page 46: Radiation & instruments
Page 47: Radiation & instruments
Page 48: Radiation & instruments
Page 49: Radiation & instruments
Page 50: Radiation & instruments

Island of LOPPA, 70°N, North Norway, 21-22 July (Credit: Husmo foto, Boks 231) ↓

Page 51: Radiation & instruments
Page 52: Radiation & instruments
Page 53: Radiation & instruments

شبکه ایستگاه های تابـش سنجی کشور

:(Principle radiation station)اصلي تابش سنجي ايستگاه •

تابشکلی،شتابمیزانپيوستهبصورتكهاستسينوپتيكايستگاههايشبكهدرايستگاهيقيممستتابشمقدارمنظمبصورتوگرفتهاندازهراآفتابيساعاتمدتوآسمانپراكنده

.گیردمياندازهراخورشيدي

: (Ordinary radiation station)تكميلي تابش سنجي ايستگاه •

وکلیتابشزانمیتنهاپيوستهصورتبهكهاستسينوپتيكايستگاههايشبكهدرايستگاهي

.نمايدميگیري اندازهراآفتابيساعاتمدت

Page 54: Radiation & instruments
Page 55: Radiation & instruments

(1353)پراکندگی شبکه ایستگاههای تابش سنجی کشور در طرح کوآنتا

Page 56: Radiation & instruments

1392پراکندگی شبکه ایستگاههای تابش سنجی اصلی کشور تا سال

Page 57: Radiation & instruments
Page 58: Radiation & instruments

دستگاه های تابش سنجی

Page 59: Radiation & instruments
Page 60: Radiation & instruments

سازمان هواشناس ي جهاني ، ادوات تابش سنجي با توجه به نوع كاربري آنها، از نظر متغیر اندازه گیري شونده، كاربرد و 8بر اساس راهنماي شماره

.ميدان ديد طبق جدول زیر طبقه بندي مي شوند

Page 61: Radiation & instruments

سایر ادوات تابش سنجی

آفتاب نگار•

دستگاه های اندازه گیری تابش فرابنفش•

دستگاه های نور سنجی•

دستگاه های خاص تابش سنجی در امور کشاورزی •

دستگاه های کاربری خاص•

Page 62: Radiation & instruments

Sunshine duration آفتاب نگار

Page 63: Radiation & instruments
Page 64: Radiation & instruments

33,8

80,5

52 , 5

Page 65: Radiation & instruments

دستگاه آفتاب نگار مدت ساعات آفتابی را در طول روز بر حسب ساعت و دهم آن اندازه گیری می کند

Compendium of Lecture Notes on Meteorological Instruments for Training Class III and Class IV ,

Meteorological Personnel, WMO-No. 622, 1986

Page 66: Radiation & instruments
Page 67: Radiation & instruments

(پائیزهوبهاره)مستقیمهایکارت•

مارساول ازیکبارگیرند،میقراراستفادهموردنوبتدودرسالطول درهاکارتاین22)اکتبر14تا(شهریور 12)سپتامبرسومازدومبارو(فروردین22)آوریل11تا(اسفند10)

.استدستگاهوسطشیاردرهاکارتایناستقرارمحل.(مهر

(تابستانی)بلندقوس یهایکارت•

محلوروندمیبکار(شهریور 11)سپتامبردومتا(فروردین23)آوریل12تاریخازهاکارتاین.استدستگاهباالییشیاردردستگاهدرآنهااستقرار

(زمستانی)کوتاهقوس یهایکارت•

دروروندمیبکار(اسفند9)فوریهروزآخرینتا(مهر23)اکتبر15تاریخازهاکارتاین

.گیرندمیقراردستگاهشیارباالترین

انواع کارتهای مورد استفاده در آفتاب نگار

Page 68: Radiation & instruments

مکان یابی و نصب دستگاه

تنظیمات دستگاه در زمان نصب

تراز نمودن نسبت به افق•

تنظیم عرض جغرافیایی•

تنظیم شمال جغرافیایی•

شرایط استاندارد مکان نصب دستگاه

تاعطلو زماناز)روزطول درکهباشدایگونهبهبایددستگاهنصبمکان•

مسدودرادستگاهدیدمیداندرجه3ازبیشمانعیهیچ(خورشیدغروب

.نشوددستگاهبهخورشیدپرتوهایرسیدنمانعنکرده

جنوبي سو بهشرق تاشرقيشمالطرفازنبايدمانعيهیچشمالینیمکرهدر•

بهيدخورشتابش يپرتوهايرسيدنراهغربيشمالتاغربسوي بهجنوبازو

.نمايدمسدودرادستگاههااين

150حداکثریا135ارتفاعبهلرزش یبدون ومحکمپایهرویبایدنگارآفتاب•

.شودنصبزمینسطحازسانتیمتر

Page 69: Radiation & instruments

نگهداری دستگاه

تیدرسبهاینکهازپسنگارآفتاب•.دندار خاص ینگهداری گردید،نصب

ایشیشهگوی رویکهزمانیاماکیلتشیخیشبنمیاشبنمدستگاه

دردد؛گر برطرفبالفاصلهبایدشودییخشبنمیاشبنماینصورتغیر

زامانعگوی سطحدرشدهتشکیلگوی بهخورشیدپرتوهایرسیدن

شدهگیری اندازهزمانمدتشده.بودخواهدواقعیزمانازکوتاهتر

اهدستگایشیشهگوی استبهتر•رمندستمالیکباهفتگیبصورت

.شودتمیز

خطاهای ناش ی از نصب نادرست دستگاه

ویر سوختگیاثرنشود،ترازدرستدستگاهاگر•ونبودهوسطخطموازاتبهنگار،آفتابکارت.کندقطعراکارتاستممکن

ستیدر بهجغرافیاییشمالراستایدردستگاهاگر•خطوکارتلبهموازاتبهسوختگینشود،تنظیم.گیردنمیقرارآنوسطسفید

یمتنظدرستیبهدستگاهجغرافیاییعرضاگر•:آیدمیبوجودزیرخطاهاینگردد،

نمیارکشدهتعیینزمانیبازهدردستگاهکارتهای1..کنند

امانیستموازی کارتلبهباهیچگاهسوختگی2..سوزدمیمتقارن بصورت

.کندنمیحرکتدقیقیامتداددرسوختگی3.

Page 70: Radiation & instruments

25 June

13 July

Page 71: Radiation & instruments

11 October

15 October

Page 72: Radiation & instruments

:تراز نبودن دستگاه دستگاهچنانچه

اخطتموازابهکارترویاثرسوختگینباشد،ترازکامال

.تاسآنشرق سمتازباالتردستگاهغربسمتشکلایندر.نیستوسطمیعکسبر کارترویسوختگیاثرباشد،باالتردستگاهشرق سمتچنانچه

.شود

1 July

:تنظیم نبودن ظهر محلیآنساسابردستگاهونگردد،تعییندرستیبهدستگاهنصبمکانمحلیظهرساعتچنانچهدقیقه30محلیظهرتصویرایندر.آیدمیدرفوق شکلبهکارترویسوختگیاثرشود،تنظیم

.استشدهمحاسبهزودتر

12 July

Page 73: Radiation & instruments

12 July

دقیقه دیرتر محاسبه شده است20در این تصویر ظهر محلی

4 July

Page 74: Radiation & instruments

29 July

:تنظیم نادرست عرض جغرافیاییرویسوختگیمحلاستممکنحالتایندر.شودمیزیادخیلیگیری اندازهخطاهاینشود،نظیمدرستدستگاهجغرافیاییعرضچنانچه

نصبرادستگاهسپتامبر،23یامارس21یعنیاعتدالین،زماندراگر.باشدمشخصناکارترویسوختگیهایلبهاثروشدهپهنخیلیکارتوسططخباموازی کارترویسوختگیاثرسالمواقعسایردرامابرسد،نظربهدرستظاهربهکارترویسوختگیاثراستممکنکنیم

.نباشدکارت

30 July

.درجه کمتر از عرض جغرافیایی محل نصب دستگاه تنظیم گردیده است5در این تصویر عرض جغرافیایی

.درجه بیشتر از عرض جغرافیایی محل نصب دستگاه تنظیم گردیده است5در این تصویر عرض جغرافیایی

Page 75: Radiation & instruments

اثرزیرشکلماننداستممکنروزساعاتازبرخیدرنشود،نظیمدرستدستگاهجغرافیاییاگرعرضرااهایستگآفتابساعاتبهمربوطهایدادهوبیافتدنگارآفتابکارتمحدودهازخارجسوختگی.کندمخدوش

نینچبااستممکننشودانجامدرستدستگاهتنظیماتازیکهیچچنانچهعرضرتصویایندر.شویممواجهنگارآفتابکارترویسوختگیاثرازشکلی

استنبودهدرستدستگاهترازوجغرافیاییطول جغرافیایی،

Page 76: Radiation & instruments
Page 77: Radiation & instruments
Page 78: Radiation & instruments
Page 79: Radiation & instruments
Page 80: Radiation & instruments
Page 81: Radiation & instruments
Page 82: Radiation & instruments

آفتاب نگار خودکار

Page 83: Radiation & instruments

Pyranometer پیرانومتر

Page 84: Radiation & instruments

تا300طيفيهمحدوددرورودميبكارکلیتابشگیري اندازهبرايكهاستدستگاهي:پیرانومترتعریف

.كندميكارنانومتر3000

Page 85: Radiation & instruments

دستگاهکارساز و

يكاوليةگیري دازهانقابلپاسخوقتي.استسازآشكاريكدهدميگیري اندازهقابلفیزيكيپاسخفروديتابش یانرژيبهكهايوسيلههر•

گیرنده.نامندميگرماييسازآشكاررااسبابباشد،دماافزايشفروديتابشبهآشكارسازااستشدهسياهفلزي قطعةيانواريكمعموال

توليدابهنامشنيمرساناييافلزدواتصالمحلدردماافزايشآندركهابزاري چنین.كندميجذبراموجهاطول تماممؤثري طور بهكه

رااسبابودشتقويتمتواليصورتبهاتصالهانوعاينازرديفيازاستفادهبااثراينوقتي.شودميناميدهترموكوپلكندميولتاژ

.نامندمي(Thermopile)ترموپيل

.گویندمیبولومترآنبهباشدشدهساختههمجنسغیرفلزدوازسازآشکارسنسور اگر•

.نامندمیترمیستور آنراباشدشدهساختهنیمرسانادوازسازآشکارسنسور اگر•

موجهاول طتمامدرراخودسنسور سطحبهرسيدهتابش يانرژيتمامدستگاهاينچون است،گرماييسازآشكاريكواقعدرپیرانومتر•

نیزرابلندموجطول باتابش يامواجتواندميپیرانومتردستگاهسنسور يعني.شودميمحسوبانتخابيغیرسازآشكاريككند،ميجذب

يكتوسطابشتانتشارياجذبسبببهگرمادادندستازيادريافتاثربرشدهايجاددماييتغيیراتپیرانومتردستگاه.بگیرداندازه

در)يدسفوسياهصفحاتيا(جديددستگاههايدر)رنگسياهصفحهيكدستگاهاينسنسور .كندميگیري اندازهراسياهسطح

سفيد،وسياهتصفحابیندماياختالفيادستگاهبدنهباسياهكنندهجذبصفحهبیندماياختالفكهباشد،مي(قديميدستگاههاي

.شودميمنتقلنشانگردستگاهبهارتباطيكابلطريقازشدهتبديلولتاژاختالفبهترموپيلازاستفادهبا

.استهکردتقسيممتوسطكيفيتوخوبكيفيتباال،كيفيتباكليدستهسهبهراپیرانومترهاجهانيهواشناس يسازمان•

Page 86: Radiation & instruments
Page 87: Radiation & instruments
Page 88: Radiation & instruments

ساختمان داخلي

دستگاه پیرانومتر

Page 89: Radiation & instruments

سنسور دستگاه پیرانومتر

Page 90: Radiation & instruments

کاربرد دستگاه پیرانومتر

ميدستگاهاینابنصب،نحوهحسببر.شودمياستفادهكوتاهموجطول تابشگیري اندازهبرايپیرانومتردستگاهاز•:نمودگیری اندازهرازیرخورشیدیتابشهایمؤلفهتوان

:(TSR)کلیتابش•

Global)کلیتابش Radiation)خورشيديكلتابشگذشتهدر(TSR : Total Solar Radiation)اههايدستگتوسطکشور هواشناس یهایایستگاهشبکهدروشدمیناميده

.استگرديدهميثبتدستگاهآنمخصوصگرافرويوشدهميگیري اندازهنیزاكتينوگراف

:(RSR)خورشيديكوتاهموجطول بازتابش•

RSR)خورشيديكوتاهموجطول بازتابشگیري اندازهبراي : Reflect Solar Radiation)كهپیرانومتريكاز وافقيبصورت

اكنون اتگذشتهازمقداراينگذاري نام.شودمیاستفادهگردد،مينصبزمینبهرو ترازكامال

Reflect)کلیبازتابشمقداراينبهمورديبصورتاسنادازبرخيدرامااست،نيافتهتغيیري GlobalRadiation)اندگفتهنیز.

:(DSR)آسمانپراكندهتابش•

Diffuse)آسمانپراكندهتابش Sky Radiation)گنبدرويانداز،سايهحلقهياگوي يككهپیرانومتری توسطآنبهخورشيديتابشمستقيمپرتوهايرسيدنازمانعواندازدميسايهسنسور ايشيشه

.شودمیگیری اندازهشودمي

Page 91: Radiation & instruments

اندازه گیري تابش کلی

GR: Global Radiation or TSR: Total Solar Radiation

:مکان یابی

جهترپیرانومتدستگاهسنسور نصببرايمكانبهترين•عيمانهيچآنجادركهاستمحليکلی،تابشگیري اندازهدر.اشدبنداشتهوجوددستگاهسنسور نصبسطحازباالترنبتواتاباشد،دسترسدرآسانيبهدستگاهحالعین

.دادانجامرادستگاهكاركردندرستبرايالزمهايسركش ي

ر سنسو نصببرايمحلينشد،يافتمكانيچنیناگر•تفاعار نظرازآناطرافموانعكهگرددانتخاببايددستگاه

محدودسالطول دررادستگاهديدميداندرجه5ازبيشقيممستتابشگیري اندازهبراينكتهاينرعايت.نكنند

.استمهمخورشيد

يانگر سفيدديوارهاياززياديفاصلهبابايدپیرانومتر•متسبهخورشيدنور بازتابشتواناييكهاشياعيساير

.شودنصبدارندرادستگاه

ايايهسهيچگاهكهگرددنصبمكانيدربايددستگاهاين•آنهاايهپايهوتجهیزاتها،دكلسايهمانند)نيافتدآنروي

وومترپیرانشمالينيمكرهدركليطور بهمنظور بدين.(...وصبنجنوبسمتبهبايدسنجيتابشدستگاههايكليه

.شوند

برخوردارخوبیاستحکامازبایددستگاهایننگهدارندهپایه•

بصورتوباشدا.شودنصبترازکامال

Page 92: Radiation & instruments
Page 93: Radiation & instruments
Page 94: Radiation & instruments

تنظیمات دستگاه در زمان نصبتراز کردن دستگاه نسبت به افق•

ایزوله کردن نسبت به تنشهای گرمایی•

ایزوله کردن نسبت به تنشهای الکتریکی•

Page 95: Radiation & instruments

RSR: Reflect Solar Radiation اندازه گیری بازتابش طول موج کوتاه خورشیدی:یابیمکان

سطحپوششوده،بطبيعيآنزمینجنسكهاستمحليخورشيدي،بازتابشگیري اندازهجهتپیرانومتردستگاهسنسور نصببرايمناسبمكانهواشناس يسازمان8شمارهراهنمايبهتوجهبا.باشدنداشتهوجودساختمانيمصالحهيچگونهزمینسطحدروباشدمنطقهطبيعيپوششآن،

.باشدميدستگاهسنسور مركزازمتر6شعاعبهايدايرهشود،رعايتبايددستگاهاينبرايكهحريميحداقلجهاني،

:دستگاهپایه

:باشدزيرويژگيدودارايبايدشود،مياستفادهدستگاهايننصببرايكهايپايه

.باشدتنظيمقابلارتفاعينظرازــ

.نكندمحدودرادستگاهديدميداناندازهازبيشــ

شود،مينصبزمینمتسبهرو وارونهبصورتخورشيديبازتابشگیري اندازهبرايكهپیرانومتري ياآلبيدومتردستگاهنصببرايارتفاعبهترينميبرفبارشورتصبهجوي نزوالتكهزمانهاييدرتاباشد،داشتهارتفاعتنظيمقابليتبايددستگاهنگهدارندهپايه.باشدميمتري 2ارتفاع.كندتنظيمزمینسطحازرادستگاهارتفاعبتواندايستگاهديدبانباشد،

Page 96: Radiation & instruments

نكتهاينرعايت.دکنیاستفادهمسیريكازهميشهكهنمائیدسعياند،شدهنصبمنظور اينبهكهدستگاههاييبهشدننزديكبرايرعايت.نشوددهكوبيايستگاهديدبانآمدورفتاثردرمانده،باقينخوردهدستسنسور سطحزيرزمینامكانحدتاكهاستاينبراي آلبيدومقدارچون است،مهمبسياراستبرفازپوشيدهزمینسطحكهزمانيدرخصوصبهمطلباين

انوعوجنسهبوابستهكامال

كشورمانفمختلهایاقلیمآلبيدوي گیري اندازهدستگاه،ايننصبازاصلياهدافازيكيكهآنجاييازواست،زمینسطحپوشش

.آوردبوجودشدهگیري اندازههايدادهدرفاحش يخطايتواندمينكتهاينرعايتعدمكهاستبديهيباشد،مي

وسيله طرح يك پايه مناسب براي اندازه گیري بازتابش خورشيدي ب

دستگاه پیرانومتر طرح يك پايه مناسب براي نصب دستگاه آلبيدومتر

Page 97: Radiation & instruments

اندازه گیری تابش پراکنده آسمان

DSR: Diffuse Sky Radiation

سهازتوانميآسمانپراكندهتابشگیرياندازهبراي:كرداستفادهزیرمختلفروش

اندازسایهگويازاستفاده•

اندازسایه(disc)گردصفحةازاستفاده•

اندازسایهحلقهازاستفاده•

بامانآسپراكندهتابشگیرياندازهبرايروشبهترین

انداز،سایهگويیكازاستفادهپیرانومتر،ازاستفاده

تا،باشدميدستگاهسنسوررويسایهانداختنبراي

سنسورهبخورشیديمستقیمتابشرسیدنازبدینوسیله

كهآنستمستلزمروشاینالبته.كنیمجلوگیريدستگاه

یكازخورشید،ظاهريحركتكردندنبالبراي.كنیماستفادهشكلمانندخورشیديردیابسامانه

دازانسایهگردصفحةازاستفادهیعنيدومروشدر

نیزترپیرانومدستگاهسنسوررويسایهانداختنبراي

خورشیديردیابسامانهنیازمنداولروشمانند.هستیم

ه،بودترصرفهبهمقرونوترسادهكهروشسومین

ایهسحلقهازاستفادهنیست،فوقروشدودقتبهاما

داز،انسایهحلقهتنظیمباروشایندر.باشدميانداز

قیممستتابشرسیدنازمانعروزچندمدتبهتوانمي.شدسنسورسطحبهخورشید

Page 98: Radiation & instruments
Page 99: Radiation & instruments
Page 100: Radiation & instruments
Page 101: Radiation & instruments

كارترويپرتوهاتمركزباعثايشيشهگوي نگارآفتابدستگاهدركهتفاوتاينبااست،نگارآفتابشبیهاندازسایهحلقهکاروسازسنسور هبخورشيدمستقيمپرتوهايرسيدنازشده،پیرانومترسنسور رويسايهافتادنباعثاندازسايهحلقهاينجادرامابود،

حلقهبگیرد،ارقر پايينتري ارتفاعدرخورشيدكههرچه.داردبستگيآسماندرخورشيدارتفاعبهسايهمحلاينجادر.كندميجلوگیري يعنيبيايد،باالترشيدخور كههرچهبرعكس.بيافتدپیرانومترايشيشهگنبدرويبتواندآنسايهتاشودتنظيمپايينتري محلدربايدهم

.گرددتنظيمباالتري محلدرخودپايهرويبايدهماندازسايهحلقهشود،بيشترآسماندرآنارتفاع

زانداسایهحلقهکاروساز

Page 102: Radiation & instruments

:در هنگام نصب پایه حلقه سایه انداز باید موارد زیر را در نظر داشت .پایه دستگاه باید تراز نصب شود

.عرض جغرافیایی ایستگاه با استفاده از شاخص مربوطه تنظیم گردد

باید در راستای محور شمال جنوب جغرافیایی نصب شودا.پایه حتما

Page 103: Radiation & instruments
Page 104: Radiation & instruments

نگهداری پیرانومترها

:دستگاهبودنترازكنترل •

رادستگاهبودنترازبايدگیر،نمموادتعويضنيازصورتدروايشيشهگنبدكردنتمیزازپسروزهرادرنمودهيبررس مجددا

.كردترازآنرادوبارهنيازصورت

:دستگاهكردنتمیز•

پاكبرايكهدستماليمانند)نرمدستماليكازاستفادهبانيازصورتدرشده،بازديدايشيشهگنبدخارجيسطحبايدروزهرممكنباشد،داشتهوجودبرفيابارانمانندجوي بارشهايكههنگامي.نمودتمیزآنراسطح(شودمياستفادهعينكشيشهكردن.دشو تمیزدوبارهدستگاهسطحبايدبارشاتمامازپسيعني.شودتكراركاراينبارچندتاباشدالزمروزيكدراست

:دستگاهبانسايهكردنتمیز•

.كرداستفادهمعمولينرمدستماليكازتوانميآنكردنتمیزبراي.شودتمیزبايدنیزدستگاهبانسايه

Silica)گیرنمموادمحفظةبازديد• gel):

بهرطوبتورودازجلوگیري كاراينازهدف.شودميپرگیرنمموادباآندرونكهشدهتعبيهايمحفظهپیرانومتردستگاهبدنهدررادستگاهور سنسمفيدعمرشده،هاگیري اندازهدقتآمدنپايینباعثدستگاهبهرطوبتورودآنجائيكهازاست،دستگاهداخل.داردزيادياهميتبازديدايندهد،ميكاهش

Page 105: Radiation & instruments
Page 106: Radiation & instruments
Page 107: Radiation & instruments
Page 108: Radiation & instruments
Page 109: Radiation & instruments
Page 110: Radiation & instruments

Pyrgeometer

Page 111: Radiation & instruments
Page 112: Radiation & instruments
Page 113: Radiation & instruments
Page 114: Radiation & instruments
Page 115: Radiation & instruments

یکاهای مورد استفاده در تابش سنجی

W)مربعمتربرواتشده،گرفتهنظردرتابشگیري اندازهبرايSIسيستمدركهواحدي m-2)1971السدرجهانيهواشناس يسازمانهواشناس ي،درتابشهايدادهمختلفكاربردهايبهتوجهبااماباشد،مي

mW)مربعمترسانتيبرواتميليواحدميالدي cm-2)پيشنهادتابشمختلفهايمؤلفهگیري اندازهبرايرا.استآوردهزیرجدول درواحدهااينبینرابطه.نمود

Page 116: Radiation & instruments

Radiation indicators دستگاه های نشانگر مقدار تابش

CC1 دستگاه

CC10 دستگاه

BD 8/9 – 725E دستگاه

Page 117: Radiation & instruments

نحوه قرائت، ثبت و گزارش داده های تابش سنجی

. مقدار تابش را بر حسب واحد کالری بر سانتیمتر مربع اندازه می گیردCC1دستگاه •

1 Cal = 20 count of integrator

1 Cal = 4.186 J

Constant Number = 4.186/20 = 0.209

. مقدار تابش را بر حسب واحد وات ساعت بر متر مربع اندازه می گیردCC20دستگاه •

1 Wh/sq m = 0.36 J/sq cm

Constant Number = 3600/10000 = 0.36

. مقدار تابش را بر حسب واحد کیلوژول بر متر مربع اندازه می گیردSOLRADدستگ •

1 KJ/sq m = 0.1 J/sq m

Constant Number = 1000/10000 = 0.1

24)برای گزارش مقدارتابش از هر کدام از این دستگاه ها باید ثابت عددی را در مقدار مجموع روزانه

. ضرب نمود، و سپس عدد حاصل را کد نموده و گزارش نمود( ساعته

Page 118: Radiation & instruments

محل اتصال سیم سنسور

Port RS232

کلید خاموش و روشن

کردن دستگاه

کلید انتخاب برنامه و

ذخیره کردن دستورات

برای –و + کلیدهای

حرکت بین برنامه ها و

خواندن مقادیر حافظه

Page 119: Radiation & instruments

1. Pyranometers

2. PAR sensors

3. CUV A/B sensors

4. LUX sensors

5. CUV 3 sensors

6. UV-S-E/B sensors

7. UV -S-A sensors

E=V/S

SOLRAD Sensors

Irradiance (W/sq m)Sensor output (V)

Sensitivity (V/W/sq m)

Page 120: Radiation & instruments

SOLRAD Programs• Change sensor type

• New calibration coefficient

• Set measuring mode

• Set reset method

• Set time

Change sensor type

Page 121: Radiation & instruments

Set measuring mode

Page 122: Radiation & instruments

Integrator software

Page 123: Radiation & instruments
Page 124: Radiation & instruments
Page 125: Radiation & instruments
Page 126: Radiation & instruments
Page 127: Radiation & instruments
Page 128: Radiation & instruments
Page 129: Radiation & instruments
Page 130: Radiation & instruments
Page 131: Radiation & instruments

مقادیر خوانده شده از روی دستگاه های نشانگر سنسورهای تابش کلی و بازتابش خورشیدی را بدون هیچ وارد

. کرد ICS تغییری باید در دفتر ثبت اطالعات جوی یا نرم افزار

حلقهپايهبدنهازبخش ياست؛استراديان2پیرانومتردستگاهديدميدان•CMاندازسايه ايبازوه)گیردميقرارپیرانومترسنسور ازباالتركه121

لكرسيدنمانعكردهمحدودراسنسور اينديدميدان،(حلقهخودومتحرك

سنسور سطحبهاستراديان2فضاييزاويهازخورشيديپراكندهتابشپرتورفعبرايشده،هاگیري اندازهدرخطابروزباعثمطلباين.شودميدستگاه

صحيحتبايدابتداشده،گیري اندازهخورشيديپراكندهتابشمقدارخطااين

.شودگزارشوثبتسپسگرديده،

وارد . قبل از ثبت نیاز به تصحیح داردخوانده شده از روی دستگاه نشانگر مربوط به سنسور تابش آسمانمقدار

.شود ICS بنابراین باید عدد تصحیح شده در دفتر ثبت اطالعات جوی یا نرم افزار

Page 132: Radiation & instruments

موقعیت حلقه سایه انداز در دو زمان متفاوت

2014اول ژانویه 2013آگوست 13

Page 133: Radiation & instruments

. این جدول شامل ماه، روِز ماه، عرض جغرافیایي، زاویه میل خورشید و محدوده تنظیم بازوي متحرك نگهدارنده حلقه مي شود

Page 134: Radiation & instruments
Page 135: Radiation & instruments

5678

828

5961.9

877.7

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

KJ/

m2

روز

2016روزانه، ماه ژانویه سال ایستگاه هواشناسی کرج، قبل و بعد از اعمال ضریب تصحیح DSRنمودار مقدار

D.S.R - kJ/m2

DSR with correction

283.9 KJ/m2

49.7 KJ/m2

Page 136: Radiation & instruments

11366

3001

12957.2

3421.1

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

KJ/

m2

روز

2016سال Juneایستگاه کرج، قبل و بعد از اعمال ضریب تصحیح روزانه، ماه DSRنمودار مقدار

DSR KJ/m2

DSR with correction

1591.2 KJ/m2

420.1 KJ/m2

Page 137: Radiation & instruments

مؤلفه های مختلف تابش خورشیدی و زمینی

Page 138: Radiation & instruments
Page 139: Radiation & instruments
Page 140: Radiation & instruments
Page 141: Radiation & instruments
Page 142: Radiation & instruments

کدهای تابش

:برای ایستگاه های تابش سنجی اصلی کد فرم بدین شکل است

55SSS 0F24F24F24F24 (or 1F24F24F24F24) 2F24F24F24F24 3F24F24F24F24 4F24F24F24F24 55507 4F24F24F24F24 5F24F24F24F24

:برای ایستگاه های تابش سنجی تکمیلی کد فرم بدین شکل است

55SSS 2F24F24F24F24

Page 143: Radiation & instruments

صحت سنجی و کالیبراسیون دستگاه های تابش سنجی

Page 144: Radiation & instruments

کالیبراسیون پیرانومترها بر اساس منبع مورد استفاده به دو روش انجام می شوداستفاده از انرژي تابش ي خورشيد به عنوان منبع•استفاده از انرژي تابش ي مصنوعي در آزمايشگاه •

سازمان هواشناس ی جهاني8روشهاي مختلف كاليبراسيون پیرانومترها طبق راهنماي شماره

ســــايه بــــراي تــــابش بوســــيله مقايســــه كــــردن بــــا يــــك پیرهليــــومتر اســــتاندارد بــــراي تــــابش مســــتقيم خورشــــيد و تنظــــيم پیرانــــومتر در•

پراكنده آسمانك گــوي ســايه بوســيله مقايســه بــا يــك پیرهليــومتر اســتاندارد كــه هــر دو دســتگاه در معــرض تــابش خورشــيد قــرار مــي گیرنــد، و يــ•

انداز براي پیرانومتردو . گیرنــــدبــــا اســــتفاده از يــــك پیرهليــــومتر اســــتاندارد و دو پیرانــــومتر كــــه هــــر ســــه دســــتگاه در معــــرض تــــابش خورشــــيد قــــرار مــــي•

.و تابش پراكنده آسمان را اندازه مي گیرندکلی پیرانومتر مورد استفاده در اين روش بطور متناوب تابش آســـمان )بوســـيله مقايســـه بـــا يـــك پیرانـــومتر اســـتاندارد و اســـتفاده از خورشـــيد بعنـــوان منبـــع، در شـــرايط محيطـــي يكســـان•

امـــ ال

(صاف يا تمام ابري اين حالت بايد در آزمايشگاه، روي يك میز كار مخصوص و يك منبع نور مصنوعي، با تابش ورودي مشابه تابش طبيعي كه در•

در محـيط مناسـب خـارج از سـاختماناكـاليبره شـده اسـت دستگاهي را كه مي خـواهيم كـاليبره كنـيم بـا يـك پیرانـومتر ديگـر كـه قـبال

.مقايسه نماييم در محـــيط در آزمايشــگاه، بــه كمــك يــك محفظــه شــبيه ســاز تــابش پراكنــده آســمان، و مقايســه بــا يــك پیرانــومتر مشــابه كــه•

اقــبال

.مناسب، خارج از ساختمان كاليبره شده استمـورد 4و 3، 2، 1از روشـهاي فـوق الـذكر بيشـتر مـوارد . الزم به ذكر است كـه روشـهاي فـوق تنهـا روشـهاي مـورد اسـتفاده نيسـتند

.استفاده قرار مي گیرند

Page 145: Radiation & instruments
Page 146: Radiation & instruments

چرخه استاندارد سازی دستگاه های تابش سنجی

Radiation Station

National Radiation center

Regional Radiation centers

Region II (Asia)

World Radiation centers

Davos (Switzerland)

St Petersburg (Russian Federation)

Pune (India)Tokyo

(Japan)

IRIMO

Principle Radiation

Station

Ordinary Radiation

Station

Page 147: Radiation & instruments

:WRC)جهانيسنجيتابشمركز World RadiationCenter) وهگر درسنجيتابشاصليمرجعدستگاهنگهداري مسئول:WSG)ادواتجهاني استاندارد World Standard Group)

:WRR)جهانيسنجيتابشمرجعدرمبنا،عنوانبهمرجعاين.استWorld Radiometric Reference ميقراراستفادهمورد(

سازماندهي،تابشادواتامللليبینمقايسهكاريكبار،سالپنجهر.گیرديجهانمرجعباايمنطقهمراكزاستانداردادواتزمانايندر.شودمي

بهربوطمتصحيحضرايبوشدهكاليبرهنيازصورتدرشده،مقايسه

.شودميمشخصدستگاههر

ميالدي1905سالاز (Ångström)آنگستروممقياس•

ميالدي1913سالاز (Smithsonian)اسميتسونینمقياس•

IPS)پیرهليومتريكامللليبینمقياس• 1956سالاز (1956

آنها،قتدرفتنباالومطلقسنجيتابشادواتبيشترهرچهتوسعهبابرايكهنمودپيشنهادجهانيهواشناس يسازمانميالدي1976سالدرها،دادهبودنمقايسهقابلوهاگیري اندازهكيفيسطحبردنباال

و،(WRR)جهانيسنجيتابشمرجعبعنوانوشدهساختهدستگاهيقرارفادهاستموردسنجيتابشدستگاههايسايركاليبراسيون مبناي.گیرد

خطايثرحداكسنجي،تابشدراستفادهموردفیزيكييكاهاياساسبر

WRRجعمر دستگاهباكهايسنجيتابشدستگاههايبرايقبول قابلدستگاهتصوير45شمارهشكل.باشدميدرصد0/3شوند،ميمقايسه

دستگاه15ازدستگاهاين.دهدمينشانراجهانيسنجيتابشمرجعتابشمرجعبعنوان1980سالازوشدهتشكيلمطلقسنجتابش

.استگرفتهقراراستفادهموردجهانيسنجي

Page 148: Radiation & instruments
Page 149: Radiation & instruments
Page 150: Radiation & instruments
Page 151: Radiation & instruments

ARMC STATION

Page 152: Radiation & instruments

NOAA Solar and Infrared Radiation

Page 153: Radiation & instruments
Page 154: Radiation & instruments
Page 155: Radiation & instruments