Radiação solar: estudo e criação de plataforma de apoio à conceção de um sensor de radiação solar

Abstract

Radiação solar: estudo e criação de plataforma de apoio à conceção de um sensor de radiação solar. Este trabalho introduz a teoria da instrumentação virtual descrevendo os principais componentes desta. É detalhada a implementação de um instrumento virtual e uma base de dados associada que permitem obter uma estimativa de variáveis ambientais para qualquer ponto do globo e qualquer altura do ano. Este instrumento - Environment simulator – permite fornecer dados ambientais necessários a simulação da radiação solar. Para explicar a implementação da plataforma de apoio introduzem-se noções relativas à radiação solar, à relação entre o planeta Terra e o sol bem como o cálculo da posição solar. É introduzida a noção de radiação espectral, bem como as propriedades óticas da atmosfera que interagem com a mesma. Apresentam-se formulações e aproximações dos coeficientes de extinção e dispersão na atmosfera que levam ao cálculo da radiação solar espectral direta, difusa e global. Por fim, validam-se os resultados através da comparação com valores registados durante a campanha de observações ALEX2014; Abstract: Solar Radiation: study and creation of support platform to design a solar radiation sensor This work introduce the virtual instrumentation theory describing the principal components of this theory. The implementation of a virtual instrument and an associated database is explained. This instrument allow the estimation of the environmental variables anywhere in the world and at any time of the year. This instrument – Environment simulator –provide environmental data necessary to simulate solar radiation. To explain the implementation of the support platform we introduce notions about solar radiation, the relationship between Earth and the sun and the calculation of solar position. The spectral solar radiation is present, as well as the principal atmospheric optical properties that interact with solar radiation. We present formulations and approximations of the extinction coefficient and scattering in the atmosphere that allow the calculation of the spectral direct solar radiation, diffuse and global. Lastly, the result of simulations are validated through comparison with measured values during the ALEX2014 field campaign.