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Taratura dei nostri piranometri

Il tuo sensore di irraggiamento misura correttamente le performances?

Due tarature per due tipi di sensore. Fino a pochi anni fa' era in uso tarare prendendo come riferimento il classico piranometro a termopila poiché noi, i collaudatori, le banche, avevamo come strumento di riferimento solo quello.
Sì, anche noi taravamo i nostri sensori primari attraverso la taratura per confronto con un piranometro, il top, un Secondary Standard della Kipp&Zonen.

Ma, dai tanti mesi di rilevamenti comparati, sapevamo già, seppur con una certa approssimazione, che non dovevamo tarare in giornate particolarmente calde, e lontani dalle ore centrali del giorno per via della componente di infrarosso troppo marcata che i poveri sensori a celle fotovoltaiche non avrebbero potuto rilevare.

Ora non possiamo più permetterci queste approssimazioni: il Fotovoltaico si è evoluto, è maturato. Quando calcoliamo il rendimento di un impianto FV non possiamo più permetterci di ignorare che esistono norme specifiche, seppur piuttosto recenti, per la riferibilità e la taratura dei sensori a cella FV. Tra l'altro, riferire il rendimento di un impianto FV ad un sensore a termopila è più svantaggioso che riferirlo ad un sensore a cella FV in certe giornate!

Il mercato chiede precisioni sempre maggiori per stimare e/o controllare la produzione di un impianto da centinaia o migliaia di kilowatt. E allora il tipico errore dovuto alla frazione dell'infrarosso non registrabile dalle celle FV (di moduli e sensori), che poteva essere intorno al 4%, non ce lo possiamo più permettere...

Certo, i sensori a termopila hanno dalla loro alcuni vantaggi tra i quali la stabilità di lettura nel tempo e allora dovremmo chiederci con quali scopi vogliamo monitorare un impianto FV.

Per i PIRANOMETRI A CELLA FV

le operazioni di taratura vengono effettuate per confronto; il riferimento è un campione primario tarato dal Fraunhofer Institute, accreditato DAKKS (l'Organismo di Accreditamento tedesco) con una procedura "estesa" che consente di ottenere un'incertezza del 2%.
Norma di riferimento: IEC60904-2.

Da questo campione primario, vengono creati tre "working references" (v. IEC60904-2) con tre solarimetri digitali SUNMETER (denominati SUNMETER primari).

Quando nasce un nuovo SUNMETER al termine del processo produttivo, viene effettuata la taratura del solarimetro per confronto diretto con un SUNMETER primario. Un software (SMCalibrator) inserisce due coefficienti di correzione tali da uguagliare il valore di irraggiamento con quello indicato dal primario.

Infatti il firmware a bordo di SUNMETER prevede l'inserimento di due coefficienti di correzione, uno per il valore di basso irraggiamento ed uno per quello di alto irraggiamento. Una volta inseriti nella memoria interna i coefficienti di correzione, vengono rifatte le letture, confrontandole con quelle del solarimetro SUNMETER primario, per assicurarsi che siano allineate.

Pertanto grazie alla tecnologia digitale di SUNMETER, ciascuno di questi solarimetri digitali esce pronto per l'uso, senza il bisogno di disporre di condizioni o strumentazioni particolari da parte dell'utilizzatore per regolare l'ingresso analogico del proprio data-logger per effettuare le letture desiderate.

Nel caso invece si utilizzi un data-logger con ingresso RS485 (Modbus), i valori letti all'indirizzo logico del SUNMETER sono ovviamente già espressi in W/m2.

Per i PIRANOMETRI A TERMOPILA

La norma di riferimento è la ISO9847.

Anche qui le operazioni di taratura vengono effettuate per confronto; il nostro primario di riferimento è un Piranometro Secondary Standard di una nota marca, tarato dal costruttore e riferito al piranometro primario del World Radiometric Centre (WRC).

Il processo di taratura avviene tramite esposizione a luce solare naturale, in condizioni meteorologiche adatte o in alternativa in laboratorio. I valori in uscita dal piranometro primario (SR20) vengono letti da un datalogger a 14 bit di risoluzione* operando la compensazione in temperatura del valore letto.

Sugli altri canali vi sono i piranometri da tarare. La taratura non avviene su due punti ma vengono effettuate almeno 315 letture. Poi si tara seguendo il procedimento matematico indicato nella norma ISO9847. Infine si riscontrano le letture col nuovo coefficiente di taratura.

* Il datalogger è tarato da Istituto Accreditato e viene periodicamente controllato al fine di mantenerlo in “conferma metrologica”.

Soluzione Solare di A. Calatroni

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