Apogee Thermopile Pyranometers与A类（二级标准）型号

apogee.sensors are essentially a 1:1 match in performance for a much lower price.

Apogee Thermopille Pyranomets.

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规格和特点
Thermal Offset
长期稳定
定向响应
温度响应
可变天空条件下的测量
Summary

INTRODUCTION

有多种比色仪选项可用于全球水平和阵列短波辐照度测量。一些太阳能电力装置需要ISO类A（以前称为“二级标准”）哒朗计，但不可能使用B类或C类比克计（以前称为第一或第二类），或硅细胞比仪。硅 - 细胞颤动计的优点成本低，但它们对所有太阳波长不敏感。硅的仅敏感350至1100nm，因此，硅 - 细胞焦点计子样本太阳能光谱。这导致太阳频谱变化时的光谱误差。第一和第二级Pyranometers的优点是对所有太阳波长的敏感性，最小化光谱误差，但它们的成本更高。

Here, performance of a new, compact and low-cost blackbody thermopile pyranometer, the Apogee model SP-510, is detailed. Specifications of the new pyranometer compare favorably to ISO second class and first-class blackbody thermopile pyranometers, but price is similar to silicon-cell pyranometers. The new pyranometer and silicon-cell pyranometers were compared to secondary standard pyranometers for two years in Logan, Utah. Performance of the new thermopile pyranometer suggests it is an accurate and cost-effective alternative for solar irradiance measurements in applications that don’t require a secondary standard.

apogee.thermopile pyranometer scatterplot

通过A类（二级标准）与Apogee热疏吡喃粉花测量的一对一的太阳辐射图。

规格和特点

国际标准组织（ISO）和世界气象组织（WMO）根据一套标准规格分类了焦点计。将Apogee SP-510绘制仪的规格与这些规格（如下）进行比较，并且通过直接比较来自七个复制的SP-510焦点计数的全局短波辐照度测量来评估SP-510的一些规范，以表示计算的全局短波辐照度从四个二级标准粘膜计的测量

ApoGee SP-510热电堆仪的规格与ASO-9060规范（辅助标准），B类（第一类）和C类Pyranometers相比。SP-510的一些规范进行了分类数据（在规范旁边列出了对表或图形的引用）。

	A类（二级标准）	B类（头等舱）	C类（二等）	apogee.SP-510(Class C)
响应时间（95％）	<10秒	<20秒	<30秒	0.5秒
零偏移A由于200 W m^-2净热辐射（通风）	± 7 W m^-2	±15 w m^-2	± 30 W m^-2	8 W m^-2（未加热）
Zero Offset B Response to 5 K hr^-1环境温度变化	±2 w m^-2	±4 w m^-2	±8 w m^-2	±5 w m^-2
每年稳定变化（全规模百分比）	± 0.8 %	±1.5％	±3％	±2％
线性	±0.5％	± 1 %	±3％	± 1 %
定向响应（最多90°）	±10 w m^-2	±20 w m^-2	± 30 W m^-2	±20 w m^-2 （最多80°）
由于温度变化的偏差在50 k的间隔内	2%	4％	8％	5％（-15至45℃）
倾斜响应	0.5％	2%	5％	1%
不确定性，每小时总计（95％的置信水平）	3％	8％	20％	8％
不确定性，每日总计（95％的置信水平）	2%	5％	10％	5％
Spectral range	300 - 3000 nm	300 - 3000 nm	300 - 3000 nm	385 - 2105 nm
Resolution	1 W M.^-2	5 W M.^-2	10 W M.^-2	<1 w m^-2

短波辐照度参考

将七复制的Apogee SP-510热电大学计是与犹他州洛根的屋顶屋顶上的四个二级标准粘膜仪的平均值进行比较两年。在过去两年内，在国家可再生能源实验室（NREL）校准了四次二级标准焦点计。每20秒用坎贝尔科学CR1000数据记录器进行每二十秒进行测量，每十五分钟输出平均值。

短波辐照度参考

安装在犹他州Logan的屋顶屋顶上的四个二级标准焦点计。使用这些传感器的平均全局短波辐照度用作参考。SP-510和SP-610 Pyranomers安装在A级（辅助标准）焦点计的支架上。

Thermal Offset

通过使用加热器从SP-510千克仪计算的平均短波辐照度来确定夜间热偏移，并将加热器断开，并打开加热器的SP-510 Pyranometer。当由四个二级标准粘膜计计算的平均短波辐照度小于0时，它被认为是夜间辐照度小于0 W m^-2。

夜间热偏移[w m^-2]对于具有加热器的SP-510热电堆仪，关闭和加热器的SP-510接通。

加热器状态	夜间热偏移[w m^-2] *
关闭	-1.3±2.5
On	-7.4±3.4

*夜间热偏移是在夜间测量的短波辐照度。夜间的净龙波辐照度是可变的，取决于大气条件（例如，湿度，浑浊）。列出的夜间热偏移是平均值加上或减去两种分钟内的手段的两个标准偏差。七个月内的平均净龙波辐照度为-56±30 w m^-2（两个标准偏差），范围为-131至3 W m^-2。零偏移A是当网龙波辐照度为-200W米时的热偏移^-2。夜间热偏移和零偏移A应等于夜间净延长辐照度为-200 w m^-2。

长期稳定

长期稳定性通过直接比较七种原型SP-510热电堆比计仪到Apogee建筑屋顶上的四类（次级标准）粘膜仪的平均值来确定。计算漂移作为一年间隔的相对变化[％YR^-1]。漂移计算连续五年。

最大的测量漂移[％YR^-1]对于七个SP-510热电堆吡喃菊计的一年。

Replicate	漂移[％YR^-1] *
1	-0.4
2	0.8
3.	0.5
4.	1。0
5.	-0.9
6.	-0.7
7.	0.4

*每个比改剧为5年来，列出的漂移是最大的价值。显着的焦虑仪连续地部署在屋顶大厦的屋顶上五年。漂移是在个体年内计算的，因为参考粘连仪定期重新校准（每次夏天校准四种中的两个）。参考焦点计的校准变化使整个五年间隔的漂移计算困难。

定向响应

Directional response was determined by direct comparison of an SP-510 thermopile pyranometer to the mean of the four Class A (secondary standard) pyranometers on rooftop of the Apogee building (Figure 3). All replicate SP-510 pyranometers performed similarly.

SP-510方向响应图

SP-510的差异[％]从四类A（次级标准）（参考）颤音计的平均值作为太阳天顶角的函数。黑线是AM和PM的平均值。绿色和橙色线是B类（第一类）的规格的估计（±20 w m^-2c）和c类（第二类）（±30 w m^-2）pyranometers, respectively, as a function of solar zenith angle.

温度响应

通过直接比较SP-510热电堆仪在Apogee建筑屋顶上的四类A（二级标准）粘嘴仪的平均值来确定温度响应（图4）。所有复制SP-510颤动计类似。

Differences [%] of an SP-510 thermopile from the mean of four Class A (secondary standard) (reference) pyranometers as a function of air temperature. Black line is a bin average. The green and orange lines are estimates of the specifications for Class B (first class) (4 % over a 50 C interval) and Class C (second class) (8 % over a 50 C interval) pyranometers, respectively, as a function of air temperature.

可变天空条件下的测量

来自的短波辐照度测量SP-510和SP-110.将绘制仪与可变天空条件下的四级（次级标准）粘膜计的平均值进行比较，以提供光谱误差的指示。

十天（9月20日至29日，第263-272天）全球短波辐照时间序列[W M^-2]从四级A（次要标准）（参考）Pyranometers的平均值，一个SP-510 thermopile pyranometer，和SP-110.silicon-cell pyranometer（顶部图）。列出了每天A级（辅助标准）（参考）的差异[％]每天的每日总计。时间序列的前五天部分是多云的混浊（早上267日里有小雨，所以焦点计可能已经潮湿），最后五天大多是阳光充足。SP-510和SP-110的差异[％]来自四个二级标准（参考）Pyranometers（底图）的平均值。虽然所示的误差和阴云密布条件是来自SP-110硅细胞吡坦计，但它们对所有硅 - 细胞粘膜计是常见的。

SP-510热电堆仪和SP-110硅电池的差异[％]来自四类A（二级标准）（参考）颤动计的平均值作为浑浊的函数。黑线是垃圾箱平均值。变量SWI / SWIC是测量全球短波辐照度的比率[W M^-2] to clear sky global shortwave irradiance [W m^-2]从模型计算，并用作浑浊指数。SWI / SWIC附近的值表示清晰的天空和ZERI附近的值表示阴云密布。从每个传感器的频谱响应和用于阴天条件的太阳光谱的频谱响应计算了预测的误差值，假设显着在透明的天空条件下校准了显着的误差计。

Summary

SP-510 Byranometer的规格对ISO Bas（头等舱）相比，并满足C类（二级）规格。
通过直接比较评估SP-510的四类A（次要标准）颤音计的平均值表示SP-510类似于ISO B类（第一类）和匹配C类（第二类）显色器。
SP-510是不需要ISO分类绘制计的短波辐照度测量应用的成本效益。
用于短波辐照度测量的硅 - 细胞焦点计也是具有成本效益的选择，但它们将短波频谱分样，导致频谱随着云度而变化时出现误差。