Pyranometer


Pyranometer
alt text
Ein SR11 Pyranometer zur Messung der Strahlungsflussdichte der Sonne

Ein Pyranometer (v. altgriech. πῦρ pyr „Feuer“ und οὐρανός ouranós „Himmel“) dient der Messung der eintreffenden globalen Sonneneinstrahlung. Mit anderen Worten: Ein Pyranometer ist ein Sensor zum Messen der Strahlungsflussdichte der Sonne (in Watt pro Quadratmeter) mit einem Sichtfeld von 180 Grad.

Pyranometer werden in der Meteorologie, Klimatologie, Bauphysik und bei Forschungen über Solarenergie vielfach angewendet. Sie werden in Meteorologischen Stationen gebraucht, meistens waagerecht montiert und neben Solarzellen, meistens parallel zur Fläche der Solarzelle angebracht. Pyranometer entsprechen dem ISO 9060-Standard [1], der auch durch die WMO, der World Meteorological Organisation anerkannt ist. Dieser Standard unterscheidet drei Klassen. Die beste Klasse wird „secondary standard“ genannt, die zweitbeste „first class“ und die letzte „second class“.

Inhaltsverzeichnis

Messprinzip

Pyranometer erfassen normalerweise die aus dem Halbraum über dem Sensor eintreffende Strahlung. Diese Strahlung um den sichtbaren Wellenlängenbereich des Sonnenlichtspektrums wird Globalstrahlung genannt und besteht aus der direkten Sonneneinstrahlung (Direktstrahlung) und aus der diffusen Himmelsstrahlung (Diffusstrahlung). Meist wird der Strahlungseinfall auf eine horizontale Fläche gemessen. Das Pyranometer besteht aus einer Abdeckung, die es vor Umwelteinflüssen schützt und aus einer geschwärzten Thermosäule. Das Ausgabesignal ist mittels eines Kalibrierfaktors direkt proportional zur Bestrahlungsstärke, die in Watt pro Quadratmeter gemessen wird.
Für eine Wärmeflussdichte- oder Irradiationsmessung ist das Richtungsverhalten proportional zum Kosinus vom Einfallswinkel; also maximalen Response, wenn die Strahlung senkrecht auf den Sensor fällt (senkrecht zur Fläche, Sonne im Zenit, 0 Grad Einfallswinkel), null Response bei einem Einfallswinkel von 90 Grad und 0,5 bei 60 Grad.
Hieraus folgt, dass ein Pyranometer eine sogenannte „directional response“ oder „cosine response“ haben sollte, der nahe bei der idealen Kosinuscharakteristik liegt.

Bauarten

Pyranometer (Standard)

Die Hauptbestandteile eines Pyranometers sind:

  1. Eine Thermosäule mit schwarzem Gehäuse. Dieser Sensor absorbiert alle Sonnenstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 0,3 µm bis 5 µm. Die Response ist nahezu proportional zum Kosinus des Zenitwinkels.
  2. Der Glasdom beschränkt den Spektralbereich auf 0,3 µm bis 2,8 µm (der Bereich über 2,8 µm wird herausgefiltert). Außerdem schützt der Glasdom die Thermosäule vor Konvektion.

Die schwarze Beschichtung der Thermosäule absorbiert die Solarstrahlung und setzt diese in Wärme um. Die Wärme wird durch den Sensor in das Gehäuse des Pyrometers geleitet. Die Thermosäule gibt eine zur Strahlung proportionale elektrische Spannung ab.

Ein Pyranometer ist ein aktives Messgerät; es benötigt also keine externe Energiequelle.


Albedometer oder Zweifach-Pyranometer

Ein Albedometer oder Zweifach-Pyranometer besteht im Grunde aus zwei zusammengeschalteten Sternpyranometern, wobei ein weiteres Pyranometer auf der Rückseite des nach oben gerichteten Pyranometers eingebaut ist. Das somit in der Horizontalen um 180° gedrehte Pyranometer dient zur Messung der reflektierten Sonnenstrahlung.

Siehe auch

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Pyranometer — A pyranometer is a type of actinometer used to measure broadband solar irradiance on a planar surface and is a sensor that is designed to measure the solar radiation flux density (in watts per metre square) from a field of view of 180 degrees.… …   Wikipedia

  • Pyranometer — Py|ra|no|me|ter auch: Pyr|a|no|me|ter 〈n. 13〉 meteorolog. Gerät zum Messen der Sonnen u. Himmelsstrahlung sowie des Streulichts bei bedecktem Himmel [<grch. pyr „Feuer“ + grch. metron „Maß“] * * * Pyranometer   das, s/ , Gerät zur Messung der… …   Universal-Lexikon

  • pyranometer — noun An actinometer used to measure solar radiation incident on a surface; a solarimeter …   Wiktionary

  • Pyranometer — Pyr|a|no|me|ter auch: Py|ra|no|me|ter 〈n.; Gen.: s, Pl.: 〉 meteorolog. Gerät zum Messen der Sonnen u. Himmelsstrahlung sowie des Streulichts bei bedecktem Himmel [Etym.: <grch. pyr »Feuer« + …meter] …   Lexikalische Deutsches Wörterbuch

  • Pyranometer — Py|ra|no|me|ter* das; s, <zu 1↑...meter> Gerät zur Messung der Sonnen u. Himmelsstrahlung (Meteor.) …   Das große Fremdwörterbuch

  • pyranometer — instrument measuring solar radiation from the sky s whole hemisphere Scientific Instruments …   Phrontistery dictionary

  • Pyranometer —   A device used to measure total incident solar radiation (direct beam, diffuse, and reflected radiation) per unit time per unit area …   Energy terms

  • pyranometer — pyra·nom·e·ter …   English syllables

  • pyranometer —   n. instrument measuring solar radiation …   Dictionary of difficult words

  • Pyranometer — Py|r|a|no|me|ter, das; s, <griechisch> (Meteorologie Gerät zur Messung der Sonnen und Himmelsstrahlung) …   Die deutsche Rechtschreibung