Dans le contexte actuel de développement rapide des sciences et des technologies, les capteurs de toutes sortes jouent un rôle essentiel dans l'ombre, fournissant discrètement des données essentielles au fonctionnement de nombreux domaines. Parmi eux, les capteurs de rayonnement solaire jouent un rôle indispensable dans de nombreux secteurs grâce à leurs capacités de mesure précise du rayonnement solaire.
Les capteurs de rayonnement solaire sont essentiellement des instruments de précision utilisés pour mesurer le rayonnement et l'énergie solaires. Leur mission principale est de convertir le rayonnement solaire reçu en d'autres formes d'énergie facilement mesurables, comme la chaleur et l'électricité, avec le moins de pertes possible. Ce processus de transformation, telle une subtile « magie » énergétique, nous permet de percer les mystères du rayonnement solaire.
D'un point de vue technique, le capteur de rayonnement solaire affiche d'excellentes performances. Les dimensions courantes sont de 100 mm de diamètre et de 100 mm de hauteur totale. Sa plage de test est large, allant de 0 à 2 500 W/m². Sa sensibilité atteint 7 à 14 μV/(W·m⁻²) et sa résistance interne est d'environ 350 Ω. Son temps de réponse est encore plus rapide : ≤ 30 secondes (99 %) permettent de capturer les variations du rayonnement solaire. La stabilité et l'erreur non linéaire sont contrôlées à ± 2 %, la précision atteint 2 %, la réponse cosinus est ≤ ± 7 % pour un angle d'élévation du soleil de 10°, la plage de température de fonctionnement est de -20 °C à +70 °C, et le signal de sortie peut atteindre 0 à 25 mV (avec un transmetteur de courant dl-2, un signal standard de 4 à 20 mA peut également être émis). Ces excellents paramètres de performance permettent au capteur de rayonnement solaire d'effectuer la tâche de mesure de manière stable et précise dans un environnement complexe et changeant.
Le principal moteur de la circulation atmosphérique, phénomène naturel vital sur Terre, est le rayonnement solaire. Ce rayonnement atteint la surface terrestre de deux manières : le rayonnement solaire direct, qui traverse directement l’atmosphère ; et le rayonnement solaire diffusé, qui est réfléchi par la surface. Selon les recherches, environ 50 % du rayonnement solaire à ondes courtes est absorbé par la surface et converti en rayonnement infrarouge thermique. La mesure du rayonnement solaire direct est l’une des principales missions des capteurs de rayonnement solaire. En mesurant précisément le rayonnement solaire, nous pouvons mieux comprendre la source et la distribution de l’énergie terrestre, fournissant ainsi une base de données solide pour la recherche et les applications dans de nombreux domaines.
Dans la pratique, les capteurs de rayonnement solaire sont largement utilisés dans de nombreux domaines. Dans le domaine de l'utilisation de l'énergie solaire, ils constituent un outil essentiel pour évaluer le potentiel des ressources et optimiser la conception et le fonctionnement des systèmes de production d'énergie solaire. Grâce aux données fournies par les capteurs, les ingénieurs peuvent évaluer avec précision l'intensité du rayonnement solaire dans différentes régions et à différents moments, afin de planifier rationnellement l'emplacement et l'agencement des centrales solaires et d'améliorer l'efficacité et la stabilité de la production d'énergie solaire. Par exemple, certaines grandes centrales photovoltaïques sont équipées de capteurs de rayonnement solaire de haute précision. Ils permettent de surveiller l'évolution du rayonnement solaire en temps réel et d'ajuster l'angle et le fonctionnement des panneaux photovoltaïques en temps réel afin de maximiser la capture d'énergie solaire et d'améliorer l'efficacité de la production d'énergie.
Le domaine météorologique est également indissociable des capteurs de rayonnement solaire. En analysant ces données, les météorologues peuvent prévoir avec plus de précision les changements météorologiques et étudier les tendances climatiques. Source d'énergie importante du système climatique terrestre, le rayonnement solaire influence profondément la température, l'humidité, la pression atmosphérique et d'autres éléments météorologiques. Les données continues et précises fournies par les capteurs de rayonnement solaire aident les scientifiques à comprendre en profondeur les processus météorologiques et à améliorer la précision et la fiabilité des prévisions météorologiques. Par exemple, dans les modèles de prévision numérique du temps, les données de rayonnement solaire constituent l'un des paramètres d'entrée importants, et leur précision est directement liée à la précision de la simulation de l'évolution du système météorologique par le modèle.
Dans le domaine agricole, les capteurs de rayonnement solaire jouent également un rôle essentiel. La croissance et le développement des cultures sont étroitement liés au rayonnement solaire, et une intensité et une durée d'éclairage appropriées sont essentielles à la photosynthèse et à l'accumulation des nutriments. Les chercheurs et les agriculteurs peuvent utiliser ces capteurs pour surveiller la luminosité au champ, en fonction des besoins des cultures à différents stades de croissance, et prendre des mesures culturales et de gestion adaptées, telles qu'une densité de plantation raisonnable, l'installation de filets pare-soleil, etc., afin de favoriser une croissance saine des cultures et d'améliorer le rendement et la qualité des produits agricoles.
Dans la recherche sur le vieillissement des matériaux de construction et la pollution atmosphérique, les capteurs de rayonnement solaire sont également indispensables. Des composants tels que les rayons ultraviolets du rayonnement solaire peuvent accélérer le processus de vieillissement des matériaux de construction. En mesurant l'intensité et la distribution spectrale du rayonnement solaire, les chercheurs peuvent évaluer la durabilité de différents matériaux de construction sous l'action du rayonnement solaire et fournir une base scientifique pour le choix et la protection des matériaux de construction. De plus, le rayonnement solaire interagit avec les polluants atmosphériques, affectant les processus chimiques atmosphériques et la qualité de l'air. Les données des capteurs de rayonnement solaire peuvent aider les scientifiques à étudier le mécanisme de formation et la loi de diffusion de la pollution atmosphérique, et contribuer à l'élaboration de mesures efficaces de prévention et de contrôle de la pollution.
Prenant exemple sur la dynamique récente du secteur, lors de la 20e Conférence internationale sur l'utilisation de l'énergie solaire en Chine (Jinan) et de la 4e Exposition sur les nouvelles applications de stockage d'énergie en Chine (Shandong), qui se sont tenues du 5 au 7 mars, Qiyun Zhongtian a présenté des équipements de surveillance de haute précision et des solutions intelligentes complètes pour l'environnement photovoltaïque, développés en interne. Parmi ces équipements, le système intégré de surveillance du rayonnement solaire à dispersion directe totale lancé par l'entreprise permet de surveiller de manière intégrée le rayonnement total, le rayonnement direct et le rayonnement diffusé avec un seul appareil. La précision des mesures atteint le niveau A, ce qui a attiré l'attention de nombreux représentants du secteur de l'énergie et a conduit plusieurs entreprises à conclure un accord de coopération. Ce cas illustre pleinement l'application innovante et le potentiel commercial de la technologie des capteurs de rayonnement solaire dans le secteur.
Découvrez le système de surveillance automatique du rayonnement spectral solaire. Cet irradiateur spectral solaire intelligent est utilisé dans l'utilisation de l'énergie solaire, la recherche en sciences atmosphériques, la surveillance agricole et environnementale, entre autres domaines. Combinant filtre multispectral et thermopile, il permet non seulement de mesurer avec précision l'énergie du rayonnement solaire dans différents intervalles spectraux, mais aussi de mesurer simultanément le rayonnement total, le rayonnement diffusé et d'autres données. Ce système offre de nombreuses fonctions avancées, telles que la surveillance des données de rayonnement, un instrument d'acquisition scientifique et technologique, le stockage sans fil des données, l'exploitation et la maintenance intelligentes des données, l'auto-étalonnage de la sensibilité et un système de suivi global. Il constitue une solution idéale pour l'analyse à long terme de l'énergie spectrale solaire, des ressources énergétiques solaires et l'évaluation météorologique sur le terrain.
Instrument de mesure essentiel, le capteur de rayonnement solaire contribue grandement à la compréhension du soleil, à l'exploitation de l'énergie solaire et à l'étude des changements environnementaux terrestres grâce à sa précision de mesure et à ses vastes champs d'application. Grâce aux progrès constants de la science et de la technologie, on estime que les capteurs de rayonnement solaire joueront un rôle croissant dans de nombreux domaines et contribueront au développement durable de la société. Espérons qu'ils apporteront un éclairage scientifique et technologique plus brillant à l'avenir, aidant l'humanité à explorer des territoires encore plus inconnus et à bâtir une vie meilleure.
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Date de publication : 25 mars 2025