KWALIFIKACJA ELE11 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 32.
Podczas eksperymentalnego wyznaczania sprawności chwilowej słonecznej instalacji do produkcji energii konieczne jest ustalenia rzeczywistego natężenia promieniowania słonecznego za pomocą
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Pyranometr służy do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego (irradiancji) padającego na płaszczyznę czujnika, co jest potrzebne do wyznaczania sprawności chwilowej instalacji solarnej. Anemometr mierzy wiatr, manometr ciśnienie, a pirometr temperaturę (zwykle bezdotykowo).

Pełne wyjaśnienie:

Przy wyznaczaniu sprawności chwilowej instalacji słonecznej trzeba znać, ile energii promieniowania dociera w danej chwili do powierzchni odniesienia (np. płaszczyzny modułów PV lub kolektora). Tę wielkość opisuje natężenie promieniowania słonecznego (często nazywane irradiancją) i właśnie do jego pomiaru stosuje się pyranometr. Jest to przyrząd radiometryczny przeznaczony do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego padającego na czujnik w określonym zakresie widmowym.

Prawidłowy dobór przyrządu ma znaczenie praktyczne: bez wiarygodnego pomiaru promieniowania nie da się rzetelnie porównać uzysku energii z "warunkami zasilania" po stronie źródła, a więc ocenić sprawności lub wykryć odchylenia (np. zabrudzenie, zacienienie, awarię).

Pozostałe przyrządy nie mierzą promieniowania:

  • Anemometr służy do pomiaru prędkości (czasem także kierunku) wiatru. Jest przydatny w analizach chłodzenia konwekcyjnego i strat, ale nie zastąpi pomiaru irradiancji.
  • Manometr mierzy ciśnienie w układach (np. hydraulicznych). W instalacji solarnej może być używany do kontroli obiegu czynnika, jednak nie informuje o strumieniu energii promieniowania.
  • Pirometr jest przyrządem do pomiaru temperatury, często metodą bezkontaktową (na podstawie promieniowania cieplnego obiektu). To inny rodzaj promieniowania i inny cel pomiaru niż promieniowanie słoneczne padające na instalację.

Wskazówka egzaminacyjna: końcówka "-metr" nie wystarcza do poprawnego wyboru. Najpierw ustal jaką wielkość trzeba zmierzyć (tu: promieniowanie słoneczne), a dopiero potem dopasuj przyrząd (tu: pyranometr).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pyranometr to przyrząd radiometryczny do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię czujnika. W praktyce daje informację, jakie jest "zasilanie" instalacji promieniowaniem w danej chwili, co wykorzystuje się m.in. do oceny uzysku i sprawności.
Typowo pyranometr mierzy promieniowanie padające z półsfery nieba na płaszczyznę czujnika (zwykle suma składowej bezpośredniej i rozproszonej w tej płaszczyźnie). Do samej składowej bezpośredniej częściej stosuje się inne rozwiązania pomiarowe, zależnie od metody i układu.
Sprawność chwilowa porównuje efekt (np. moc/energia użyteczna) do energii dopływającej w tym samym czasie. Bez zmierzenia natężenia promieniowania nie wiesz, czy niższy uzysk wynika z gorszej pracy instalacji, czy po prostu z mniejszego nasłonecznienia.
Pyranometr służy do pomiaru promieniowania słonecznego docierającego do instalacji (warunek zewnętrzny). Pirometr to przyrząd do pomiaru temperatury obiektu, często bezdotykowo, na podstawie promieniowania cieplnego emitowanego przez obiekt. Nazwy są podobne, ale mierzą inne wielkości.
Anemometr bywa pomocny, bo wiatr wpływa na chłodzenie modułów PV i straty ciepła kolektorów. Nie mierzy jednak promieniowania słonecznego, więc nie zastępuje pyranometru w zadaniach, gdzie trzeba znać natężenie promieniowania do obliczeń sprawności lub odniesienia uzysku.
W praktyce dąży się do tego, aby czujnik miał podobną ekspozycję jak moduły: bez zacienień, z właściwym wypoziomowaniem/ustawieniem i w miejscu reprezentatywnym dla pola modułów. Dokładne zalecenia montażu zależą od typu czujnika i instrukcji producenta.
Częste problemy to zabrudzenie osłony/czujnika, częściowe zacienienie, złe wypoziomowanie lub nieprawidłowy kąt ustawienia względem badanej płaszczyzny. Błąd daje fałszywe natężenie promieniowania, a to zniekształca wynik sprawności (zawyża lub zaniża).
Manometr mierzy ciśnienie w obiegu i jest ważny dla bezpiecznej eksploatacji (np. kontrola pracy pompy, wykrywanie zapowietrzenia, nieszczelności). Nie dostarcza jednak informacji o dopływie energii ze słońca, więc nie jest właściwym przyrządem do pomiaru promieniowania.
Najpierw nazwij wielkość fizyczną z pytania: promieniowanie słoneczne. Następnie dopasuj przyrząd: pyranometr. Dla porównania: anemometr → wiatr, manometr → ciśnienie, pirometr → temperatura. Ta mapa skojarzeń ogranicza ryzyko pomyłek nazw podobnych.
W praktyce spotyka się m.in. czujniki temperatury modułu i otoczenia, czujniki prędkości wiatru, wilgotności, a także czujniki nasłonecznienia/irradiancji (w tym rozwiązania uproszczone). Każdy czujnik odpowiada za inną wielkość, potrzebną do analizy pracy instalacji.
info

Około 67% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że pyranometr służy do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego (irradiancji) padającego na płaszczyznę czujnika, co jest potrzebne do wyznaczania sprawności chwilowej instalacji solarnej.

Źródła:

  • ISO 9060:2018, "Solar energy — Specification and classification of instruments for measuring hemispherical solar and direct solar radiation"
  • World Meteorological Organization (WMO), "Guide to Instruments and Methods of Observation (WMO-No. 8)", część dotycząca radiometrów i pomiaru promieniowania słonecznego
  • Duffie, J.A.; Beckman, W.A., "Solar Engineering of Thermal Processes", rozdział o solar radiation i instrumentach pomiarowych (pyranometers/pyrheliometers)

Materiały:

  • Podręczniki z metrologii i pomiarów w energetyce odnawialnej (rozdziały o pomiarach promieniowania)
  • Materiały szkoleniowe producentów stacji pogodowych i czujników irradiancji do PV
  • Normy/wytyczne dotyczące klasyfikacji i stosowania pyranometrów (np. ISO 9060) – do zrozumienia klas dokładności

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego