|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Máy đo liều bức xạ mặt trời. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Khi tạo ra bất kỳ công trình nào sử dụng năng lượng mặt trời, cần phải biết tổng lượng ánh sáng mặt trời có sẵn để chuyển đổi quang điện. Mặc dù năng lượng của bức xạ mặt trời tại một số thời điểm nhất định có thể cao nhưng hiếm khi có thể xác định được bản chất của bức xạ mặt trời trong ngày từ những giá trị tức thời này. Để làm được điều này, cần phải tính trung bình giá trị năng lượng mặt trời trong một khoảng thời gian dài.
Lượng bức xạ mặt trời có thể hữu ích rơi trên bề mặt được chiếu sáng được xác định bằng một khái niệm gọi là độ phơi sáng. Lượng ánh nắng mặt trời thay đổi rất nhiều từ điểm này đến điểm khác trên bề mặt trái đất. Các sa mạc ở New Mexico nhận được nhiều ánh sáng mặt trời hơn đáng kể so với Chicago hoặc San Francisco. Khi tìm mức độ xấc xược của bất kỳ khu vực nào, một số yếu tố phải được tính đến. Thời gian tiếp xúc với năng lượng mặt trời (tính bằng giờ) Để tính đến tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi năng lượng mặt trời được sử dụng, cần phải đưa ra một đơn vị đo hoàn toàn khác với những đơn vị đo mà chúng ta đã sử dụng cho đến nay. Hiệu quả nhất là thời gian chiếu xạ mặt trời, tức là thời gian sử dụng năng lượng mặt trời một cách hữu ích (tính bằng giờ). Cụm từ “sử dụng có ích” sẽ được nhắc đến nhiều hơn trong tương lai. Đo thời gian tiếp xúc với năng lượng mặt trời khá đơn giản. Về cơ bản, tất cả những gì cần làm là đếm số giờ mặt trời chiếu sáng mỗi ngày, tức là số giờ có thể sử dụng được. Phép đo của chúng tôi sẽ bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố. Ảnh hưởng của mùa Không còn nghi ngờ gì nữa, yếu tố quan trọng nhất là góc tới của ánh sáng mặt trời trên bề mặt Trái đất. Khi Trái Đất quay quanh Mặt Trời, trục của nó không vuông góc với hướng của Mặt Trời mà nghiêng với Mặt Trời một góc khoảng 23. Trên thực tế, trục quay của 5 trong 9 hành tinh trong Hệ Mặt Trời hơi lệch một chút. nghiêng. Do đó, tia nắng mặt trời không chiếu thẳng vào Trái đất vuông góc với đường xích đạo. Thay vào đó, điểm tới vuông góc di chuyển trong suốt cả năm về phía bắc hoặc phía nam xích đạo. Hiệu ứng này được phản ánh trong sự thay đổi của các mùa.
Khi Cực Bắc nghiêng ra xa Mặt trời, như minh họa trong Hình 1. XNUMX, Mặt trời chiếu sáng các khu vực của quả cầu quay ở phía nam xích đạo; Đối với những người sống ở Bắc bán cầu, Mặt trời băng qua bầu trời ở vị trí thấp ở đường chân trời.
Kết quả là ngày trở nên ngắn ngủi. Ngày càng ngắn, năng lượng từ Mặt trời càng ít và mùa đông sẽ đến. Khi Trái đất quay quanh Mặt trời, Cực Bắc dần dần quay về phía Mặt trời. Vào mùa xuân, vị trí tương đối của Trái đất và Mặt trời sao cho năng lượng mặt trời chiếu thẳng vào xích đạo. Trong khi đó, Trái Đất tiếp tục chuyển động quanh Mặt Trời. Khi đi được nửa đường quỹ đạo, Bắc Cực quay về phía Mặt trời (Hình 2). Điều này cho phép bức xạ mặt trời tập trung năng lượng về phía bắc xích đạo. Ngày ngày càng dài hơn và Trái đất có thể hấp thụ và lưu trữ nhiều năng lượng mặt trời hơn. Đối với chúng tôi, sự gia tăng ánh nắng giống như sự khởi đầu của mùa hè. Sự khác biệt giữa độ dài ngày mùa hè và mùa đông ở hầu hết lục địa Hoa Kỳ là 6 giờ (Hình 3).
Trái đất tiếp tục cuộc hành trình của mình, trải qua một chu kỳ trọn vẹn và lại trở về điểm xuất phát. Sau đó, các chu kỳ theo mùa và mặt trời lại bắt đầu. Tất nhiên, đối với những người sống ở Nam bán cầu, các mùa sẽ hoàn toàn trái ngược với chúng ta. Khi chúng ta lạnh cóng vào mùa đông, chúng đắm mình dưới ánh nắng trong những ngày hè dài. Điều kiện thời tiết địa phương Những thay đổi về độ cao của mặt trời so với đường chân trời trong suốt cả năm có thể được dự đoán chính xác và dễ dàng tính đến. Mặt khác, điều kiện thời tiết địa phương cũng có ảnh hưởng rõ rệt đến tình trạng nắng nóng nhưng khó dự đoán hơn. Mây ảnh hưởng nhiều nhất đến thời tiết. Ngay cả khi chúng không chặn hoàn toàn ánh nắng mặt trời, chúng có thể làm giảm đáng kể sự truyền qua của ánh sáng mặt trời. Tùy thuộc vào loại mây, cường độ bức xạ mặt trời có thể giảm 20-50%. Một vấn đề đặc biệt là sự đa dạng về hình dạng và kích thước của đám mây. Những đám mây ti nhẹ chỉ làm giảm nhẹ lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới bề mặt trái đất. Vì vậy, chúng có thể bị bỏ qua ở một mức độ nào đó. Mặt khác, những đám mây tích dày đặc cho phép rất ít ánh sáng đi qua. Nếu có những vết nứt trên lớp mây che phủ, mặt trời sẽ xuất hiện rồi lại biến mất. Vì vậy, cần phải ước tính lượng ánh sáng mặt trời xuyên qua lớp mây che phủ. Có đủ để chuyển đổi quang điện không? Hay ánh sáng quá yếu? Để tính đến tất cả những điều này một cách chính xác, cần phải xác định mức ánh sáng giới hạn thấp hơn vẫn phù hợp cho quá trình chuyển đổi quang điện. Việc tính toán được thực hiện nếu cường độ ánh sáng vượt quá mức này. Ngược lại, quá trình tính toán sẽ dừng lại. Sương mù, mưa hay sương mù cũng có những điều chỉnh riêng. Trên thực tế, thời tiết là một biến số môi trường độc đáo. Các khu vực chỉ cách nhau 50 km có thể có điều kiện nắng hoàn toàn khác nhau. Bản chất của khu vực được chiếu sáng bởi mặt trời Cuối cùng, cần phải xem xét địa hình. Giả sử có một ngọn đồi lớn che khuất mặt trời cho đến 10 giờ sáng. Như vậy, dù mặt trời có mọc lúc 7 giờ sáng thì chúng ta cũng không thể sử dụng hết năng lượng của nó cho đến khi nó ló dạng trên đỉnh đồi. Về cơ bản, 3 giờ thời gian có thể sử dụng được đã bị lãng phí. Mặt trời lặn đặt ra cho chúng ta một vấn đề khác, vì có khả năng ngọn cây sẽ chặn tia sáng của nó vào lúc 4 giờ chiều. Mặc dù điều này có thể không ngăn cản bạn thư giãn trên hiên mát mẻ vào buổi tối nhưng chắc chắn nó sẽ làm giảm lượng năng lượng mặt trời sử dụng. Và mặc dù cảnh hoàng hôn có thể rất tuyệt vời nhưng những tia sáng của mặt trời lặn gần như không tràn đầy năng lượng như chúng ta mong muốn. Sự kết hợp của một số yếu tố đã thu hẹp ranh giới về năng suất bức xạ mặt trời lớn nhất trong khoảng thời gian từ khoảng 10 giờ sáng đến 4 giờ chiều. Trong trường hợp này, cần phải tính đến sự thay đổi góc tới của tia mặt trời khi mặt trời di chuyển trên bầu trời vào ban ngày, nếu bạn không có sẵn thiết bị theo dõi chuyển động của Mặt trời. . Các tia nắng chiếu vào bề mặt được chiếu sáng ở một góc rất nhỏ trở nên không phù hợp để sử dụng. Tất cả các yếu tố trên quyết định tổng thời gian hữu ích của năng lượng mặt trời. Máy đo độ cách nhiệt Hiện nay, việc thiết kế một máy đo độ nắng đáp ứng được các yêu cầu trên là khá đơn giản. Nếu chúng ta muốn thiết lập khoảng thời gian thực tế trong đó việc chiếu sáng mặt trời có ích cho các bộ chuyển đổi quang điện của chúng ta thì việc chọn pin mặt trời silicon làm cảm biến bức xạ là điều đương nhiên. Thiết kế này sẽ yêu cầu nguồn điện năng thấp tạo ra 1,5 V ở 3 mA. Nó có thể được làm từ một số phần tử nhỏ được nối nối tiếp theo cách gợi nhớ đến việc đặt một mái ngói (Chương 1). Sau đó, pin mặt trời sẽ được kết nối với đồng hồ cơ thạch anh tiêu thụ rất ít năng lượng. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào bộ chuyển đổi quang điện, năng lượng điện được giải phóng sẽ khiến đồng hồ chuyển động. Bằng cách ghi lại khoảng thời gian mỗi ngày mà đồng hồ đang chạy, bạn sẽ thu được thời gian tiếp xúc với năng lượng mặt trời mỗi ngày (tính bằng giờ). Để phát hiện sự khác biệt về cường độ bức xạ mặt trời, một điện trở được kết nối với pin mặt trời, hoạt động như một tải trọng trên pin mặt trời, làm giảm nhẹ điện áp của chúng. Cho đến khi cường độ ánh sáng vượt quá một mức nhất định tương ứng với mức độ hoạt động hữu ích của pin năng lượng mặt trời, điện áp do nó tạo ra không đủ để cung cấp năng lượng cho đồng hồ và thời gian này không được ghi lại. Thiết kế đồng hồ Thân của máy đo độ cách nhiệt mặt trời được làm hoàn toàn bằng nhựa acrylic, chẳng hạn như tấm mica. Tôi đã sử dụng một tấm Perspex, đôi khi được sử dụng để tạo các cửa sổ có cửa sổ đôi và thường có sẵn trên thị trường. Từ tấm giấy này, bạn nên cắt hai mảnh có kích thước 10x12 cm, một mảnh có kích thước 10x10 cm2 và một mảnh có kích thước 14x14 cm2. Sau đó cắt một mảnh có kích thước 14x14 cm2 theo đường chéo thành hai hình tam giác. Tiếp theo, khoan một lỗ có đường kính 10 mm ở giữa tấm 10x2 cm9. Khi khoan lỗ trên vật liệu nhựa nhiệt dẻo như acrylic, bạn phải tránh làm nóng mũi khoan, nếu không nhựa sẽ tan chảy. Tuân thủ biện pháp phòng ngừa tương tự khi cưa nhựa. Kết quả tốt nhất có thể đạt được ở tốc độ khoan và cắt thấp nhưng với áp suất vừa đủ. Bây giờ bạn có thể bắt đầu lắp ráp. Đầu tiên, bạn cần cố định đồng hồ thạch anh bằng đai ốc vào lỗ có đường kính 9 mm trên tấm có kích thước 10x10 cm2. Nếu muốn, bạn có thể trang bị cho bộ hẹn giờ một mặt số từ đồng hồ treo tường (nó được ép bằng đai ốc kết nối). Đối với mô hình của mình, tôi chỉ cần khoan 12 lỗ theo hình tròn trên tấm để chỉ vị trí của các mũi tên. Bây giờ các bộ phận được dán lại với nhau theo hình. 4. Mặc dù keo acrylic được ưu tiên hơn nhưng có thể sử dụng các loại keo khác. Tôi khuyên bạn nên dán các tấm hình chữ nhật vào một tấm hình tam giác trước rồi gắn tấm hình tam giác thứ hai. Điều này sẽ cho phép bạn căn chỉnh các bộ phận chính xác hơn và tránh làm nhòe keo. Sau đó, tấm pin mặt trời được gắn trên một tấm nhựa nằm phía sau đồng hồ. Một loại pin năng lượng mặt trời nhẹ có thể dễ dàng gắn vào nhựa bằng cách sử dụng các dây dẫn mang dòng điện gắn vào các điểm tiếp xúc của tế bào bằng cách sử dụng những giọt keo. Cần tránh để keo dính trên bề mặt pin mặt trời.
Cần lưu ý rằng dây dẫn không được cách điện hoặc đánh dấu dưới bất kỳ hình thức nào. Kết nối dây dẫn đến từ bề mặt phía trước (cảm quang) của phần tử với tiếp điểm nguồn âm (-) của đồng hồ. Một dây dẫn khác từ bề mặt phía sau được nối với đầu vào nguồn dương (+). Cuối cùng, một điện trở 220 ohm được hàn vào các cực của tấm pin mặt trời dưới dạng tải. Bây giờ cấu trúc đã sẵn sàng để đo. Đo độ phơi nắng Thiết bị có thể được sử dụng theo hai cách. Bạn có thể bắt đầu bằng cách ít nhất đặt đồng hồ ở thời điểm dễ nhớ (tôi thường đặt ở vị trí 12 giờ) và hướng cảm biến về phía nam. Góc phương vị của mảng năng lượng mặt trời là 45°, gần như là cách lắp đặt chính xác cho hầu hết các khu vực của Hoa Kỳ. Các phép đo bắt đầu vào sáng sớm, lúc bình minh. Bây giờ, cho đến khi mặt trời lặn, thiết bị sẽ ghi lại số giờ mặt trời cung cấp đủ năng lượng để sử dụng. Trong trường hợp này, ảnh hưởng của các đám mây đi qua và chu kỳ của các tia rơi ở một góc nhọn so với bề mặt (tại đó một lượng năng lượng rất nhỏ rơi vào pin) sẽ tự động được tính đến. Vào cuối ngày, bạn có thể trực tiếp đọc số giờ nắng hữu ích trong ngày. Nếu kim chỉ vào số 5 thì có 5 giờ hữu ích. Đặt lại đồng hồ và sẵn sàng cho ngày hôm sau. Một phương pháp khác có thể được sử dụng để thu được giá trị độ bức xạ tích lũy. Các kết quả được ghi lại một cách đơn giản mỗi ngày mà không cần thay đổi đồng hồ và tổng số vòng quay của kim trong quá trình đo sẽ được tính. Kết quả là tình trạng nắng trong một thời gian dài. Bạn có thể xác định thời gian tiếp xúc với năng lượng mặt trời trung bình (tính bằng giờ) theo nhiều cách khác nhau: mỗi tuần, mỗi mùa, mỗi năm. Tất cả phụ thuộc vào dữ liệu nào là cần thiết. Tác giả: Byers T.
Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
▪ Một cách mới để cải thiện hiệu suất tế bào gốc ▪ Điện thoại thông minh LG G Pro Lite Dual (D686)
▪ phần cơ bản của trang web về sơ cứu (OPMP). Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Đèn điện. Lịch sử phát minh và sản xuất ▪ bài viết Bản ghi âm đầu tiên được tạo ra khi nào? đáp án chi tiết ▪ bài báo Trường sinh. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Đánh lửa điện tử: tùy chọn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này