INTERCOMPARAÇÃO ENTRE PIRANÔMETROS PARA ESTABELECER UM PADRÃO DE REFERÊNCIA LOCAL

Autores

  • Sylvio Luiz Mantelli Neto Universidade Federal de Santa Catarina
  • Daniele Conceição dos Santos Universidade Federal de Santa Catarina
  • Isadora Maciel Queiroz Universidade Federal de Santa Catarina
  • Ricardo Rüther Universidade Federal de Santa Catarina

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2542

Palavras-chave:

Intercomparação, Piranômetros, Irradiância Solar

Resumo

Estações solarimétricas de monitoramento contínuo frequentemente enfrentam interrupções nos dados devido a problemas operacionais. Algumas dessas estações utilizam mais de um sensor para monitorar o mesmo parâmetro, garantindo redundância e a continuidade dos dados. No entanto, a simples substituição de sensores muitas vezes é feita sem considerar suas diferenças. Este estudo visa analisar comparativamente sensores de irradiância em uma estação solarimétrica de precisão para avaliar a equivalência de suas medições. Utilizaremos sensores classificados como Classe A e B, conforme normas ISO 9060, tendo os sensores mais precisos como referência. Esses sensores de referência serão validados de acordo com os critérios da Baseline Surface Radiation Network da Organização Mundial de Meteorologia (WMO/BSRN). Os dados foram coletados em condições de céu claro, nublado e misto durante seis dias para cada condição, em 2019. Em seguida, os sensores foram comparados considerando três componentes da radiação solar: Global, Direta e Difusa. Os resultados apontaram que os sensores Classe A do tipo termopilha têm uma incerteza e variância significativamente menores em comparação aos sensores quânticos a semicondutores. Diferenças foram observadas mesmo entre diferentes sensores a termopilha, com e sem unidades de ventilação. A média simples entre os sensores não é suficiente para uma avaliação precisa, pois a variância apresentou divergências de até duas ordens de magnitude. A substituição de um sensor por outro deve considerar a variância, especialmente ao escolher a escala temporal. Períodos de observação com aumento gradual das médias a cada 10, 20, 60, 1440 minutos ou diárias tendem a suavizar progressivamente essas diferenças quando aplicados.

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Biografia do Autor

Sylvio Luiz Mantelli Neto, Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Pesquisa e Capacitação em Energia Solar.

Daniele Conceição dos Santos, Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Pesquisa e Capacitação em Energia Solar.

Isadora Maciel Queiroz, Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Pesquisa e Capacitação em Energia Solar.

Ricardo Rüther, Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Pesquisa e Capacitação em Energia Solar.

Referências

Albertazzi, A, Souza A. R.. Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial. Book: Manole publishers 3rd ed. 2013. ISBN 978-85-204-2116-1.

BIPM - Bureau International des Poids et Mesures. Evaluation of Measurement Data – Guide to Expression of Uncertainty in Measures JCGM 100:2008.

Chong, M. I. Z. , Finsterle, W., Cordero, R., Sepúlveda, E., Jorquera, J., Abal, A., Monetta, A., Jesiotr, V., Castillo, H., Figueiredo, G., Ávila, R. , Perilla, C. Norambuena, M. international Pyranometer and Pyrheliometer comparison Santiago, Chile. 3 Sep. - 7 Sep.. 2018 Tech. Report: Training Activity: “Strengthening the capabilities for the calibration of Pyranometers and Pyrheliometers for use in Solar Radiation Measurements”. URL: http://les.edu.uy/report/Intercomparison_campaing_USACH_rev2.pdf.

Driesse, A., Zaaiman, W., Riley, D., Taylor, N. and Stein, J. Indoor and Outdoor Evaluation of Global Irradiance Sensors 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference, 14-18 September 2015, Hamburg, Germany.

Kipp&Zonen Premium Pyranometers for Highest Requirements. Application Note for Scientific Research BSRN baixado em outubro de 2023.

Long, C. N., Shi, Y. The QCRad Value Added Product: Surface Radiation Measurement Quality Control Testing, Including Climatology Configurable Limits. Technical Report of Department of Energy USA Sep. 2006 DOE/SC-ARM/TR-074.

Long, C. N., Shi, Y. An Automated Quality Assessment and Control Algorithm for Surface Radiation Measurements. The Open Atmospheric Science Journal, 2008, 2, 23-37.

Mantelli Neto, Martins G.M,. Ruther, R. Uncertainty Analysis of Solar Monitoring Station: A Case STUDY. In proceedings of ISES Solar World Congress, Chile 2019. doi:10.18086/swc.2019.44.03. https://proceedings.ises.org/?conference=swc2019.

Martins, G. L., Mantelli, S. L., and Ruther, R. Evaluating the performance of radiometers for solar over irradiance events. Solar Energy 2022 v. 231, p. 47-56. https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.11.050.

Mathijesen, T. and Knap, W. Photovoltaic Pyranometers intercomparison at the BSRN site in Cabawv. The Neederlands. Techical Report TR-390, 2021 Royal Netherlands MeteorologicalInstitute. https://cdn.knmi.nl/knmi/pdf/bibliotheek/knmipubTR/TR390.pdf.

Megantoro, P. Syahbani, M. A., Perkasa, S. D. , Muzadi, A. R., Afif, Y. , Mukhlisin, A., Vigneshwaran, P. Analysis of instrumentation system for photovoltaic pyranometer used to measure solar irradiation level. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics. Vol. 11, No. 6, December 2022, pp. 3239~3248 ISSN: 2302-9285, DOI: 10.11591/eei.v11i6.4390. URL: https://beei.org/index.php/EEI/article/view/4390.

Mubarak, R.; Hofmann, M.; Riechelmann, S.; Seckmeyer, G. Comparison of Modelled and Measured Tilted Solar Irradiance for Photovoltaic Applications. Energies 2017, 10, 1688. https://doi.org/10.3390/en10111688. URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/10/11/1688.

NASA. Measurement Uncertainty Analysis Principles and Methods. Washington DC 20546: [s.n.], Handbook NASA-HDBK-8739.19-3 July 2010. URL: https://standards.nasa.gov/standard/NASA/NASA-HDBK-873919-3.

Pereira, E.B., Martins, F. R., Gonçalves. A. R., Costa, R. S., Lima, F. J. L., Ruther, R, Abreu, S. L., Tiepolo, G. M., Prereira, S. V., Souza, J. G.. INPE/CCST/LABREN Atlas Brasileiro de Energia Solar. 2. ed., 2017 São José dos Campos. URL: http://labren.ccst.inpe.br/atlas_2017.html.

Sanchez, G. , Cancillo, M. L. and Serrano, A. An intercomparison of the thermal offset for different pyranometers. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2016 v. 121, 13 p.7901-7912 https://doi.org/10.1002/2016JD024815, URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016JD024815.

Saputro, R. D. et al The comparison of indoor and outdoor pyranometer calibration method in Jakarta 2023 IOP Conference Series.: Earth and Environment Sciences. Jacarta 2023 1167 012004. doi:10.1088/1755-1315/1167/1/012004. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/1167/1/012004

Taylor, B. D., Kyuatt, C. E. Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Measurement Results. NIST technical note 1297 1994 ed. URL http://www.nist.gov/pml/pubs/tn1297/

Vignola F, Josh, P. , Chiu, C. , Dooraghi, M., Sengupta, M., Mavromatakis, F. Comparison of Pyranometers and Reference Cells on Fixed and One-axis Tracking Surfaces. ASES National Solar Conference Proceedings 2017. DOI:10.18086/solar.2017.07.01. URL:https://api.semanticscholar.org/CorpusID:125354640.

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Publicado

2024-09-20

Como Citar

Mantelli Neto, S. L., Santos, D. C. dos, Queiroz, I. M., & Rüther, R. (2024). INTERCOMPARAÇÃO ENTRE PIRANÔMETROS PARA ESTABELECER UM PADRÃO DE REFERÊNCIA LOCAL. Anais Congresso Brasileiro De Energia Solar - CBENS. https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2542

Edição

Seção

Anais