Der Solar-Igel - Messtechnisches Prinzip des Solar-Igel

Das Messprinzip des Solarstrahlungssensors Solar-Igel basiert auf der partiellen örtlichen Erfassung der Einstrahlung in festen Himmelsbereichen. Auf einer Halbkugeloberfläche sind dazu radial 135 Bereichssensoren positioniert. Die scharfe Abgrenzung des Erfassungsbereiches des einzelnen Bereichssensors wird durch eine rotationssymmetrische Tubusoptik erreicht. Das Bild stellt eine vereinfachte Projektion der Erfassungsbereiche der einzelnen Tubusoptiken auf eine frei definierte Schnittkugel dar.

Die Positionen der einzelnen Bereichssensoren auf der Trägerhalbkugel des Solarstahlungssensors sind zur Erfassung des Himmelsbereiches optimiert. Etwaige Reflexionen innerhalb der Tubusotik werden durch die spezielle Geometrie der Innenoberfläche unterdrückt. Am Fußende der Tubusoptik befindet sich jeweils ein Messwandler auf Halbleiterbasis. Dieser wandelt die durch den Bereichssensor unter seinem festen Raumwinkel erfasste Bestrahlungsstärke in ein proportionales elektrisches Signal um.

Bei der Bestimmung der Global-, Diffus- und Direktstrahlung aus den einzelnen Messwerten der 135 Bereichssensoren kann es durch doppelt und nicht erfasste Himmelsbereiche zu Fehlinterpretationen kommen. Zur Vermeidung von Mehrdeutigkeiten wird ein Sensor im Zenit der Halbkugel eingesetzt. Dieser besitzt keine Tubusoptik, sondern eine Lochblende mit einer sphärischen Linse, wodurch ein Erfassungsbereich von annähernd 180° erreicht wird.

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