Badania i pomiary parametrów kolektorów energii słonecznej

In this paper we present the accuracy analysis of energy and temperature measurements for testing and productivity improvement of solar collectors. There are presented possibilities of accuracy and resolution increase of solar energetic luminance sensors. The radiometer with electrical substitution was used in the research. The calibration procedure of the radiometer is described. A mathematical model of conversion function for both temperature and temperature difference measurement was developed as well.W pracy przedstawiono analizę dokładności pomiaru energii słonecznej i temperatury za pomocą radiometrów z elektrycznym zrównoważeniem. W celu zwiększenia dokładności oraz rozdzielczości radiometrów zaproponowano zastosowanie połączonych równołegle miniaturowych sensorów diodowych do pomiaru różnicy temperatury powierzchni absorbującej kolektora słonecznego oraz otoczenia. Dodatkowo, diody te wykorzystano do nagrzewania sensora w czasie kompensowania. Pokazano, że taka konstrukcja sensora radiometrycznego pozwala odtwarzać temperaturę powierzchni przejmującej. Wykazano, że adytywne i multiplikatywne składniki błędów spowodowane rozrzutami technologicznymi napięć początkowych oraz prądów pomiarowych sensorów diodowych mogą być zmniejszone około razy, przy jednoczesnym zwiększeniu czułości w n razy, gdzie n jest liczbą równolegle połączonych diod. Opisano procedurę kalibracji radiometru przy zerowej i bliskiej maksymalnej mocy promieniowania. W pierwszym przypadku można skorygować addytywny, a w drugim – większość multiplikatywnych składników błędu. Zaproponowano schemat blokowy przyrządu do precyzyjnych pomiarów różnicy temperatury. Zastosowano wielokanałowe mierniki rezystancji z platynowymi sensorami temperatury. Do kalibrowania miernika różnicy temperatury wykorzystano precyzyjne miniaturowe rezystory, a do kalibrowania całego toru pomiarowego użyto precyzyjny termostat sterowany programowo. Opisano także konstrukcję stanowiska do pomiarów parametrów kolektorów słonecznych w laboratorium badawczym w Narodowym Uniwersytecie „Lwowska Politechnika”