Mai03

Medindo a Luz... do Sol

Posted by Caneira on 03-05-14  ~  Posted in: Meteorologia

 
Uma coisa que um Lighting Designer faz com alguma frequência é "medir a luz", normalmente luz artificial, mas tambem, a dita natural, ou luz do Sol.

Com este quase hábito de medir a luz, algo que gostava de conseguir adicionar à minha estação meteorológica amadora, seria algum tipo de dispositivo que me permitisse tambem medir a luz do Sol, em termos meteorológicos, é claro. 

Mas o que é isto de medir a luz do sol, ou melhor dizendo, medir a Radiação Solar?

Radiação Solar é a designação dada à energia radiante emitida pelo Sol, em particular aquela que é transmitida sob a forma de radiação electromagnética. Cerca de metade desta energia, é emitida como luz visível, nas frequências mais altas do espectro electromagnético, e a restante nas frequências do infravermelho próximo,  e do ultravioleta. Em termos de comprimentos de onda, a radiação solar ocupa a faixa espectral que vai dos 100 nm aos 3000 nm (3 μm), tendo uma máxima densidade espectral em torno dos 550 nm, comprimento de onda que corresponde sensivelmente à luz verde-amarelada.

Este fluxo energético proveniente da Radiação Solar tem um valor médio de 1367 W/m2, quando medida num plano perpendicular à direção da propagação dos raios solares no topo da atmosfera terrestre. Este valor médio, designado por constante solar, foi adotado como padrão pela Organização Meteorológica Mundial. Este valor pode variar umas tantas partes por mil de dia para dia, especialmente devido à constante alteração da distância da Terra ao Sol que resulta da elipticidade da órbita terrestre.

A medição deste fluxo energético tem particular interesse em  meteorológia, pois a sua análise em conjunto com outras variáveis climáticas (temperatura, humidade, velocidade do vento), permite, por exemplo, determinar a quantidade de água que o solo perde por evapotranspiração, um dado importante para a agricultura.

Estações Meteorológicas profissionais ou de gama alta, para efectuarem a medição deste fluxo energético, designado por Radição Solar, recorrem normalmente a piranómetros ou um piréliometros, dispositivos que de modo geral têm um preço bastante elevado, razão pela qual, são poucas as estações meteorológicas, especialmente as de caracter amador ou particular, que dispoêm de dados sobre a radição solar. 

Mas será que existe alguma forma alternativa, mais acessível em termos de custo, e ainda assim com validade científica,  que permita quantizar a Radiação Solar?  Segundo estudos de Charles G. Wright é possivel contruir, a partir de uma simples célula fotovoltaica, um dispositivo capaz de ser utilizado com validade cientifica, na medição da radiação solar.

No seguimento deste artigo, irei dar conta de como, seguindo os principios apontados por Charles G. Wright, é possível contruir o seu próprio sensor de radiação solar.   Gráficos actualizados de 15 em 15 minutos, com os dados provenientes deste tipo de sensor podem ser consultados, clicando aqui.

Actualização 03/05/2014

A descrição de todo o processo desde a teoria à construção do referido sensor de Radiação Solar, acabou por resultar num artigo relativamente extenso e com muitas ilustrações, que tornavam dificil a sua publicação neste blog como inicialmente pretendia. Por estas razões o artigo em questão acabou por ser publicado na integra no fórum da MeteoCercal, e pode ser consultado clicando aqui: Medindo a Radiação Solar com base em Células Fotovoltaicas