راه اندازی ایستگاه دائم اندازه گیری ایرادیانس طیفی فرودی مستقیم خورشید: منطقه مطالعاتی- هانوفر، آلمان

ایرادیانس طیفی مستقیم خورشیدی، یکی از کمیتهای رادیومتریک بنیادی است، که داشتن اطلاعات دقیق از آن، میتواند محققین را در دستیابی به اطلاعات جدید در حوزه بهره بری از انرژی پاک خورشیدی و سایر حوزه های مربوطه یاری رسان باشد. در این کار پژوهشی، گامها و فرآیندهای مورد نیاز برای استقرار، کالیبراسیون و اعتبارسنجی یک ایستگاه دائم اندازه گیری ایرادیانس طیفی فرودی مستقیم خورشیدی در شهر هانوفر، آلمان ارائه شده است. این ایستگاه پس از تکمیل این مطالعه در دانشگاه هانوفر توسط محققین این پژوهش راه اندازی شد. به این ترتیب ایرادیانس فرودی خورشید با حد تفکیک طیفی یک نانومتر در بازه 300800 نانومتر و حد تفکیک زمانی بسیار بالا (هر یک ثانیه 6 اندازه گیری) قابل اندازه گیری است. در این مطالعه، بهترین و دقیقترین ابزار ردیاب خورشیدی از بین سه دستگاه متداول انتخاب شد. مقایسه ی نتایج اندازه گیریهای این ایستگاه تازه تاسیس شده، با اندازه گیریهای ایستگاه پیرانومتری، همبستگی بالای اندازه گیریها را نشان می دهد. هدف از ارائه این راهنمای فنی، انتقال دانش فنی بروز به داخل کشور است، تا محققین داخلی کشور بتوانند با مطالعه این مقاله، به تاسیس مدرن ترین ایستگاههای اندازه گیری تابش خورشیدی بومی اقدام به عمل آورند.

Technical guide to Set Up a Spectral Solar Direct Normal Irradiance Permanent Station: Study Area- Hannover, Germany

The spectral Direct Normal Irradiance (SDNI) is a basic radiometric quantity from which many other quantities can be derived. It provides not only information about the spectral and distribution of the direct solar radiation reaching a particular location. Accurate knowledge about the spectral direct irradiance shall enable us to gain new scientific results in the: determination of cloud effects, calculation of power yield of solar cells for electricity providers, derivation of aerosol distributions and their impact on the radiation field, determining the UV spectral irradiance for medical applications and in the improvement of our understanding of the radiative transfer in a changing climate. Nevertheless, at present, DNI measurements are not available in many instances. Therefore, the main objectives of this project are the setup, characterization, the calibration, the validation and the application of an operational measurement for the (SDNI) at the Institute of Meteorology and Climatology (IMUK) at the Leibniz University Hannover. With sampling times of less than one second even rapid changes of the SDNI can be recorded with a spectral resolution of about 1 nm in the wavelength range from 300 800 nm (from UV to NIR). For this purpose three different tracking units were used to precisely track the sun location in the sky and finally based on the measurements and tracking strategy best instrument was selected. Finally the best tracking unit was used and the setup was tested in the institute of Meteorology and climathology of Hannover (Longitude 52.37◦, Latitude 9.73◦). The comparison between the integrated value of the measurements and Pyranometer observations on the same platform, and during a complete day presented in this paper. It is worth to mention that the technique for setting up such a measurement station is very important as a basis for remote sensing research focused on the solar energy and meteorology applications.