Toto je pyranometr Vernier PYR-BTA
Je navržen, aby měřil úhrnné sluneční záření.
Měříte s ním tedy osvětlení
s jednotkou watt na metr čtvereční.
Vhodným použitím je například experiment
se solárním panelem. Řekněme, že vás zajímá výkon slunečního panelu
v závislosti úhlu na jeho náklonu, nebo různé typy solárních panelů
a tak podobně.
Pro tento experiment jsem si již připravil
ampérmetr HCS-BTA s rozsahem do 10 A
a voltmetr 30V-BTA s rozsahem do 30 V.
Budu měřit výkon této aparatury
jako funkci času,
nechám ji proto běžet několik hodin.
Pak se podíváme na data.
Nyní k pyranometru, je tu několik věcí:
vlastní měřicí část se nachází pod touto vypuklou částí.
Je tedy třeba ji umisťovat vertikálně
s kabelem mířícím k severu, nacházíte-li se na severní polokouli,
nebo k jihu, nacházíte-li se na jižní polokouli,
a s detektorem namířením přímo vzhůru.
Senzor obsahuje i úhlovou kompenzaci,
takže jak Slunce přechází po obloze, je to schopen změřit.
Je konstruován tak, aby mířil přímo vzhůru.
Pouzdro čidla je odolné vůči výkyvům počasí,
takže jej můžete nechat venku,
a dodává se se šestimetrovým kabelem.
Důvod je, abyste mohli čidlo upevnit na střechu,
ale mít tuto ovládací elektroniku uvnitř budovy
a monitorovat s ní sluneční záření.
K upevnění slouží šroub, zde.
Je možné jej vyjmout, senzor k něčemu přiložit
a přišroubovat.
Chci tedy měřit s těmito třemi čidly,
takže je připojím k LabQuestu 2.
Zapojím, řekněme, voltmetr,
pak ampérmetr
a pak pyranometr
a pak uvidím na LabQuestu pracovat všechna tři zařízení.
Máme zapojeny všechny tři senzory
a jedna z věcí, které bych rád udělal,
abych lépe viděl v exteriéru, je přepnutí
LabQuestu 2 do režimu vysokého kontrastu.
Klepnu na ikonu domečku,
přejdu na "Předvolby" ("Preferences"), pak "Podsvícení a napájení" ("Light and Power"),
a v levém dolním rohu
mohu zaškrtnout "Vysoký kontrast" ("High Contrast")
a nyní bude obrazovka snáze čitelná na slunci.
Když máme zapnut vysoký kontrast,
- vídíme naše tři senzory -
možná byste rádi zkontrolovali výchozí nastavení.
Je zapnut režim "Časová základna"("Time Based Mode"),
takže uvidíme proměnné jako funkci času.
Vzorkovací frekvence je 0,017 vzorku za sekundu,
to znamená zhruba jeden za minutu.
Doba měření je 86 400 sekund,
což znamená měření 24 hodin.
Máme nastaveno sledování slunečního záření
po celou 24 hodinou dobu.
Všechna čidla jsou zapojena,
pyranometr je na místě, jsme připravení měřit.
A když měření zapnu, začnou se zaznamenávat data,
a budou se načítat po 24 hodin, i když v tomto případě
spíš než do doby, než dojdou baterie.
Vše je připraveno.
Já měření ve skutečnosti
v této chvíli nezapnu.
Ukážu vám data, která jsem naměřil už dříve,
abych vám mohl předvést,
jak data mohou vypadat.
Zvolím "Soubor" ("File"), "Otevřít" ("Open") a už zde mám nějaká
data z pyranometru, takže ta otevřu.
Podívejme se na ně.
Zrušíme vše, co zatím bylo naměřeno.
Při měření jsem použil tytéž senzory.
Na co se ale chci podívat, to je graf.
To, co vidíme, je docela zajímavé.
Horní graf je graf hustoty zářivého toku (Irradiance)
ve wattech na čtvereční metr.
Jak vidíme, začal jsem měřit někdy uprostřed dne
a měřilo se v pravidelných časových intervalech, až hodnota klesla.
Zajímavé místo je zde, kde slunce
k večeru zapadlo za stromy.
A hustota přirozeně klesla.
Tento sloupec, resp. tento graf
je vypočtená hodnota ve wattech.
Měřili jsme s ampérmetrem
a voltmetrem a nechal jsem LabQuest dopočítat z toho výkon článku.
Jde tedy o součin proudu a napětí
a ten je zobrazen zde.
Vidíme vztah mezi ozářením
a výkonem ve wattech.
Abychom viděli sloupec číselných hodnot, přejdu do tabulky,
Všechna data zde jsou vidět.
A když kliknu na sloupec "watts" (watty),
ukáže se, že jsem ho nazval "power" (výkon),
jednotkou jsou watty, vzorec je XY
za X jsem zvolil měřený proud a za Y jsem zvolil měřené napětí,
LabQuest součin spočítá a ukáže v grafu.
Když se vrátím, vidíme, že je tu
malý výpadek na jeden datový bod.
Nevím přesně, co se stalo, protože jsem tam nebyl,
domnívám se ale, že přecházel po obloze mrak
a nastalo to přesně ve chvíli, kdy se načítala data.
Den, kdy jsem měřil, byl velmi slunečný,
ale oblohou proplouvaly ojedinělé mraky,
takže hodnota klesla.
Pyranometr je skvělý doplněk
ke studiu alternativních zdrojů energie, např. se solárním panelem.
Může být dlouhodobě venku,
takže lze provádět dlouhodobý sběr dat.
Pro podobné experimenty je to perfektní pomůcka.