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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38981| Título: | Desenvolvimento da estação labens usando sensor SPN1 |
| Título(s) alternativo(s): | Development of labens station using SPN1 sensor |
| Autor(es): | Jacobs, Rafael Solheid |
| Orientador(es): | Urbanetz Junior, Jair |
| Palavras-chave: | Radiação solar - Medição Piranômetro Sistemas de energia fotovoltaica Detectores Pireliômetro Solar radiation - Mesurement Pyranometer Photovoltaic power systems Detectors Pyrheliometer |
| Data do documento: | 11-Set-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | JACOBS, Rafael Solheid. Desenvolvimento da estação labens usando sensor SPN1. 2025. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | A medição da radiação solar na Terra é crucial para entender as influências climáticas e atmosféricas e para desenvolver projetos de energia solar. Isso possibilita a instalação eficiente de sistemas fotovoltaicos em diferentes regiões, maximizando a captura de energia solar ao longo do ano. Algumas estações solarimétricas, como as da Rede de Estações de Pesquisa em Energia Solar (EPESOL) da UTFPR em Curitiba, coletam informações de radiação direta, difusa e global, juntamente com informações meteorológicas. Essas estações usam instrumentos como piranômetros para medir a irradiância solar, que é essencial para várias aplicações, incluindo previsão do tempo e eficiência de sistemas de energia solar. Foi inserido na estação Padrão EPE, um sensor qua não utiliza partes móveis e de menor custo: SPN1. O sensor SPN1, embora preciso na medição da radiação solar global, apresenta menor precisão na medição da radiação solar difusa, requerendo ajustes e correções pode ser usado em estações meteorológicas e em sistemas de monitoramento ambiental. O objetivo deste trabalho é de instalar, reprogramar o datalogger com as funções do novo sensor e comparar o sensor SPN1 com o já existente CMP10, usado na estação SONDA, para a validação dos dados de irradiância solar. Condições de céu com nuvens esparsas causaram picos de radiação direta nos sensores do SPN1, enquanto o SONDA suaviza esses efeitos devido ao rastreamento e limitação angular. O SPN1 pode saturar ou apresentar não linearidades que aumentam a superestimação da DNI quando a irradiância solar é muito intensa, o que ocorre nos meses mais próximos do verão. As medições de abril do sensor SPN1 em relação ao sensor CMP10 apresentaram variações em seus resultados. A irradiação difusa e a irradiação global horizontal mostraram variações de -3,1% e -1,6%, respectivamente, enquanto a irradiância direta teve uma variação de 11,3%. Embora a precisão do SPN1 tenha sido superada em alguns casos, as variações observadas são consideradas aceitáveis para o uso do sensor. Em suma, os resultados confirmam que o sensor SPN1 é uma alternativa viável para medições de irradiação solar, desde que se considerem suas limitações inerentes, como a tendência de superestimar a DNI em condições de alta irradiação, oferecendo uma contribuição relevante para o monitoramento energético. |
| Abstract: | Measuring solar radiation on Earth is crucial for understanding climatic and atmospheric influences and for developing solar energy projects. This enables the efficient installation of photovoltaic systems in different regions, maximizing the capture of solar energy throughout the year. Some solarimetric stations, such as those of the Solar Energy Research Stations Network (EPESOL) at UTFPR in Curitiba, collect information on direct, diffuse, and global radiation, along with meteorological data. These stations use instruments like pyranometers to measure solar irradiance, which is essential for various applications, including weather forecasting and the efficiency of solar energy systems. A lower-cost sensor with no moving parts: the SPN1, was introduced into the EPE Standard Station. Although accurate in measuring global solar radiation, the SPN1 sensor presents lower precision in measuring diffuse solar radiation, requiring adjustments and corrections. It can be used in meteorological stations and environmental monitoring systems. The objective of this work is to install, reprogram the datalogger with the new sensor’s functions, and compare the SPN1 sensor with the already existing CMP10, used in the SONDA station, for the validation of solar irradiance data. Sky conditions with scattered clouds caused peaks in direct radiation on the SPN1 sensors, while the SONDA system smooths these effects due to tracking and angular limitation. The SPN1 may saturate or exhibit non-linearities that increase the overestimation of DNI when solar irradiance is very intense, which occurs in the months closer to summer. The April measurements from the SPN1 sensor compared to the CMP10 sensor showed varied results. Diffuse irradiation and global horizontal irradiation showed variations of -3.1% and -1.6%, respectively, while direct irradiance had a variation of 11.3%. Although the accuracy of the SPN1 was surpassed in some cases, the observed variations are considered acceptable for the sensor’s use. In summary, the results confirm that the SPN1 sensor is a viable alternative for solar irradiation measurements, provided that its inherent limitations, such as the tendency to overestimate DNI under high irradiation conditions, are considered, offering a relevant contribution to energy monitoring. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38981 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia |
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