Piranometre global ya da dağılma radyasyonunu ölçme işlevine yarayan bir alettir. Piranometre, 2 katlı camdan oluşan yarım kürenin altına yerleştirilmiş ve bakır konstantan ısıl çiftler içeren siyah metalden oluşmaktadır. Isıl çiftlerin sıcak eklemleri siyah metal yüzeyin alt tarafına yerleştirilmiştir. Soğuk eklemler ise radyasyon almayacak şekilde yerleştirilmiştir.
Piranometrenin temel mantığı, siyah yüzeyden gelen ışığı emerek oluşan elektrik hareket gücü sayesinde soğuk eklemden daha yüksek bir sıcaklığa ulaşmasının sağlanmasıdır. 10 mV ile 20 mV arasında oluşan bu elektrik hareket gücünün belli bir zaman aralığında integrali alınmaktadır ve buradan elde edilen sonuç global radyasyonun ölçüm değerine tekabül etmektedir.
Tek bir ısıl çiftin çıktısı yaklaşık 22 mikro Volt/ C (santigrat derece)’dir. Bu yüzden birden fazla ısıl çift birbirine seri bağlanarak kullanılabilir bir voltaj değeri elde edilebilmektedir. Ayrıca, ısıl çiftlerin seri bağlanması ile hassasiyet de arttırılabilmektedir.
Piranometre herhangi bir yatay yüzeye düşen toplam radyasyonu ölçebilmek için yatay olarak yerleştirilmektedir. Piyasadaki diğer isimleri ile payronometre, pyranometer ya da güneş ölçerdir.
Piranometre Çeşitleri Nelerdir?
Kipp ve Zonen CM11 Piranometre Çeşidi
Kipp-Zonen CM11 piranometresi, cam bir yüzeyin altına yerleştirilmiş ve kalın bir film tablete basılmış 100 çift ısıl sensörden oluşmaktadır. Beyaz bir ekran sayesinde piranometre gövdesinin ısınması önlenmektedir. CM11 piranometresi özel bir seviye ile beslenmekte ve tam seviye ayarı için çevrilmektedir. Kurutucu film kutusunun da iç kısmı neme karşı korunmaktadır.
Kipp and Zonen CM11 pirometrenin 4 ile 6 mikrovolt/Watt/metrekare hassasiyetle çalıştığı 305-2800 nano metre aralığı bulunmaktadır. Bu piranometre çeşidi 4000 Watt/metrekare seviyesine kadar olan radyasyonu ölçebilmektedir.
Kipp-Zonen, SOLRAD adı verilen bir gösterge kısmına sahip olmaktadır. Piranometrenin bilgisayara bağlanabilmesi için RS232 seri ara yüzü bulunmaktadır. Böylece, hem ölçülen değerler hem de integral toplamları seri port’tan bilgisayara iletilebilmekte ve toplanan veriler ile birçok analiz yapılabilmektedir.
TSP-1 Piranometre Çeşidi (Yankee Çevresel Sistemleri)
TSP-1 piranometre çeşidi, bilindik ısıl çift teknolojisi yerine ince film platinyum direnç temeline dayanmaktadır. TSP-1 piranometresi 3 mV/W/metrekare hassasiyetle 300-3000 nm (nano metre) bandında ölçüm yapabilmektedir.
Yankee çevresel sistemlerinin YESDAS-2 sistemi, uzaktan ve başında bir insan bulunmaksızın uzun süreli çalışan bir sistem olma özelliğine sahiptir. Bu sistem 32 analog ve 6 sayısal girdisiyle çeşitli sensörlerin çalışmasını sağlayan bilgi toplama sistemi olarak faaliyet göstermektedir. YESDAS, bilgisayar, unix ve macintosh gibi platformlarda bilgi analizi yapılabilmesini sağlayan yazılımı da içermektedir.
Uluslararası Işık Modeli IL1700 (International Light Model)
IL1700 sensöre, çok gelişmiş işlemlere ve gösterge birimine sahip araştırma amaçlı radyometrelerdir. IL1700, ışık algılayıcıların akımlarını ölçmek için tasarlanmıştır. Dinamik olarak 1 milyon ile 1 arasında ölçüm yapabilmektedir. Bu piranometre, foto-diyotların akımlarını 0,2×10 üzeri -12 ampere kadar ölçebilmektedir. IL1700 açığa çıkanların birleştirilmesi sırasında aralığını onluk basamaklarla otomatik olarak ayarlamaktadır. Bu birleştirme işlemi 18 yıllık bir süreye kadar uzanabilen zaman zarfı içinde 40 tane onluk grup içine dağılabilen bir aralıkta yapılmaktadır.
IL1700, uzaktan bilgisayar sistemi ile kontrol edilebilme özelliğine sahip olmaktadır. Bilgisayar ile 1 çoklayıcı ve 8 adet detektör kontrol edilebilmekte, seçilebilmekte ve elde edilen veriler okunabilmektedir.
IL1400A modeli ise IL1700’ün elde taşınabilmekte, bataryayla çalışan ve 32 karakterlik LCD göstergeye sahip bir versiyonudur. IL1400A dinamik olarak 35 milyon ile 1 arasında otomatik olarak 7 adet 10’arlı basamaklar şeklinde aralık sağlamaktadır. Birleştirme işlemleri 20 tane 10’luk basamaklar şeklinde yapılabilmekte ve 24 saat sürebilmektedir. IL1400A, analog kayıt çıktısı, standart TTL çıktısı ve isteğe bağlı olarak bilgisayarın seri portuna bağlanmak üzere RS232 sağlamaktadır.
Fotovoltaik Piranometre
Diğer piranometre çeşidi ise fotovoltaik pil tabanlı bir yapıya sahip olmaktadır. Fotovoltaik pilin çıktı olarak verdiği akım, pil kısa devre akımına yakın bir akımla çalıştırıldığında, çarpan solar radyasyonla doğru orantılı olmaktadır. Bu akım, solar radyasyon olarak ölçülmekte ve gösterilmektedir.
Fotovoltaik piranometrelere, Yellot Solarimetre ve HD9021 radyometresi örnek olarak verilebilmektedir. Bu piranometrelerin bazı avantajları bulunmaktadır. En önemli avantajları ise ucuz olması, sıcaklıktan çok fazla etkilenmemesi ve harici güç kaynağına ihtiyaç duymamasıdır.
Fotovoltaik piranometresinin dezavantajı ise kosinüs tepki hataları vermesi ve dar-seçici bir bantta çalışmasıdır. Fotovoltaik güneş pilleri daha çok kızılötesine yakın dalga boylarına karşı hassaslardır. Spektral tepki sonucu oluşan hatalar, normal gün ışığı şartlarında +-%3 civarındadır.