Open source solar spectrum project/tr
| Tip | Fotovoltaik sistem |
|---|---|
| Yazarlar | O. Ormachea A. Abrahamse N. Tolavi F. Romero O. Urquidi Joshua M. Pearce Rob Andrews |
| Konum | Kingston , Kanada Cochabamba , Bolivya Michigan , ABD |
| Durum | |
| Yıllar |
Bu Açık Kaynaklı Güneş Spektrum Analizörünün amacı, dalga boyu ve eğim açısına bağlı güneş akısının doğrudan/yaygın veri edinimi için mekanik ve elektronik kontrolleri işbirlikçi bir şekilde tasarlamaktı. Bu projede iki sistem inşa ettik ve devreye aldık (1'i Kanada'da ve 1'i Bolivya'da). Sistemler, her on derecede bir fiber optik girişi 0 ila 90 derece arasında ayarlayacak ve bir gölge bandını içeri ve dışarı ayarlayarak küresel ve yayılmış ölçümler yapacak. Bu ölçümler her saat gerçekleşir ve UV-VIS'ten NIR spektrumuna kadar uzanacak kadar çözünürlüğe sahiptir.
Bunu başarmak için Kingston Ontario'daki Queens Applied Sustainability Group , Bolivya'nın Cochabamba kentindeki La Universidad Privada Boliviana [1] ile bir araya geldi. Bu ortaklık, farklı lokasyona ek olarak, uluslararası iş birliğinin nasıl uygulanabileceğine ve üretkenliğini ve verimliliğini artırma yollarınadair bir içgörü sağladı .
Sistemlerimiz, bireysel spektrometreleri hariç, mümkün olduğunca benzer olacak şekilde tasarlanacaktır. Bu, güneşin radyasyonundaki coğrafi farklılıkları ve güneş fotovoltaik çıktısı üzerindeki potansiyel etkileri karşılaştırmak için her iki siteden de karşılaştırılabilir veriler elde etmemizi sağlayacaktır.
Bu sayfa, güneş spektrumlarını kaydetmek için otomatik bir spektrometrenin nasıl yapılacağını açıklar. CAD dosyalarına, tasarıma, yazılıma vb. bağlantılar içerir. Satın alma yerlerine bağlantılar içeren tüm bileşenleri listeler, kalibrasyon protokollerini vb. içerir. UPB'de ve Kanada'da iki örneği çoğaltmak için gereken her şey... ve veri akışlarına bir bağlantı.
Yayın
O. Ormachea ; A. Abrahamse ; N. Tolavi ; F. Romero ; O. Urquidi ; JM Pearce ; R. Andrews; Dağınık ve küresel güneş radyasyonunu izlemek için değişken açılı bir spektrometre sisteminin kurulumu . SPIE 8785, 8. İbero-Amerikan Optik Toplantısı ve 11. Latin Amerika Optik, Lazerler ve Uygulamalar Toplantısı , 87850M (18 Kasım 2013); DOI: http://dx.doi.org/10.1117/12.2025480
Güneş Spektrum Teorisi
Dünya atmosferindeki ışığın zayıflaması ve iletimi, fotovoltaik teknoloji, tarım, hava durumu tahmini ve iklim araştırması dahil olmak üzere birçok alanda önemlidir. Dünya atmosferinin homojen olmaması ve sürekli değişen güneş geometrisi nedeniyle güneş kaynağı değişkendir ve gezegenin coğrafi olarak farklı yerlerinde çok farklı etkilere sahip olabilir.
Güneş ışınımı, genel olarak ultraviyole (UV), Görünür (Vis) ve Yakın Kızılötesi (NIR) ışığa ayrılabilen bir ışık spektrumundan oluşur. Dünya atmosferinin kenarında bulunan ve 0 Hava Kütlesi (AM0) olarak adlandırılan ışık, sürekli değişen bir nicelik olan, ancak mühendislik uygulamaları için genellikle 1366,1 W/m2 olarak tanımlanan dünya dışı güneş ışınımı (Go) olarak tanımlanır. [ 1 ] Dünya dışı spektrum dünya atmosferinde ilerledikçe, açık (bulutsuz) bir gökyüzü için güneş iletimi üzerindeki göreceli etkilerinin azalan sırasına göre çeşitli atmosferik bileşenler tarafından zayıflatılır: Aerosoller (yani saçılma), Partiküller (Rayleigh Saçılması), Su Buharı, Ozon, Karbondioksit ve Oksijen.
Bu atmosferik bileşenlerden kaynaklanan zayıflama seviyesi, bunların bağıl konsantrasyonlarına ve güneş ışınımının geçtiği optik yol uzunluğuna bağlıdır. Güneş tam tepedeyse, optik yol uzunluğunun bir hava kütlesi (AM1) olduğu söylenir; çünkü ufuktan güneş yüksekliği azaldıkça, güneşin ışınımı yüzeye ulaşmadan önce daha büyük bir mesafeden geçmek zorunda kalır ve bu nedenle hava kütlesi artar. Birçok güneş fotovoltaik uygulaması için, 1000 W/m 2 (1 güneş) ilişkili ışınım şiddetine sahip 1,5'lik (AM1,5) hava kütlesi standart bir atmosfer koşulu olarak kabul edilir. Bu koşulu sağlayabilen atmosferik bileşenlerin bir özeti ve standart AM1,5 atmosferinin (ASTM G-173) tanımı için kapsamlı bir açıklama burada bulunabilir . Güneş kaynağı ölçümleri teorisine genel bir bakış için, PV uygulamaları için güneş kaynağı ölçümü ile ilgili sayfaya bakın . Güneş geometrisi hakkında daha derinlemesine bir genel bakış için The Solar Resource'daki ilgili sayfaya bakın. AM1.5 spektrumundan gelen ışınımın spektral dağılımı aşağıda gösterilmiştir.
Güneş zayıflaması
Atmosferdeki güneş kaynağının zayıflaması, hem ışınlanmanın entegre (geniş bant) değerini hem de spektrum içindeki dağılımını etkiler. Genellikle, Hava Kütlesindeki bir artış, sabah ve akşam gökyüzünün kırmızı olmasından dolayı gözlemlenebileceği gibi, spektrumu "kırmızıya" (Kızılötesi) doğru kaydırma eğiliminde olacaktır. Bulut örtüsündeki bir artış, spektrumu "maviye" (Ultraviyole) doğru kaydırma eğiliminde olacaktır; bu, bulutlu bir günde güneş yanığı alındığında fark edilebilecek bir etkidir. Yukarıdaki şekilde görülebileceği gibi, ışınlanmanın zayıflaması da ışınlanmanın kaynağına bağlıdır. Doğrudan ve güneş çevresi, atmosferde dağılmayan ve doğası gereği aynasal olan, yani yönlü olan ve engellendiğinde gölgeler oluşturacak ışınlanmayı ifade eder. Yaygın ışınım, gökyüzü kubbesinden gelen ve izotropik (gökyüzü kubbesinin her yerinden eşit olarak gelen) olarak düşünülebilen ışınımdır; ancak gelişmiş ışınım modellemesi için bu varsayım geçerli değildir. Gölgenin içindeki alanı aydınlatan ve saçılan ışıktan oluşan ışınım olarak düşünülebilir. Bu nedenle, açık gün AM1.5G spektrumundan atmosferde nispeten az saçılım olduğu ve bunun sonucunda spektrumun ultraviyole bölümüne odaklanan az miktarda yaygın ışınım olduğu görülebilir.
AM1.5'in ötesinde
Ancak bu noktada AM1.5 spektrumlarının varsayımının atmosfer koşullarının çoğunluğu için geçerli olmadığı ve atmosfer bileşenleri ve güneş geometrisi değiştikçe spektrumun gün ve yıl boyunca büyük ölçüde değişebileceği belirtilmelidir. Bunun bir örneği olarak, her ikisi de 400W/m 2 geniş bant ışınımı içeren iki gün aşağıda gösterilmiştir. Biri yüksek hava kütlesinde açık, güneşli bir gün, diğeri ise düşük hava kütlesinde bulutlu bir gündür.
Fotovoltaik cihazların performansı spektral duyarlılıkla karakterize edildiğinden, eşdeğer geniş bant ışınımının her iki spektrumu arasındaki spektral dağılımdaki değişim, bir fotovoltaik cihazın performansını ve modellemesini etkileyebilir. Coğrafi olarak farklı yerlerdeki güneş spektral bileşiminin yer tabanlı ölçümü, güneş kaynağının daha derinlemesine bir analizine olanak tanıyacak ve değişen spektral bileşimlerin güneş ışınımını en etkili şekilde kullanabilen fotovoltaik teknolojilerin seçimine ve tasarımına yardımcı olacaktır.
Tasarım ve İnşaat
İlk tasarım SolidWorks adlı bir 3D Modelleme programında oluşturuldu. Bu profesyonel düzeydeki program, yazarın bu programa aşina olması nedeniyle seçildi, ancak çok sayıda Açık kaynaklı program da kullanılabilirdi (Açık kaynaklı CAD paketlerinin kapsamlı bir listesi için [2]' ye bakın . Bu, inşaat gerçekten başlamadan önce belirli toleransların ve boyutların belirlenmesine olanak sağladı.
Mümkün olduğunca hedef, ortalama bir kişinin doğru malzemeleri bulabilme olasılığını artırmak için tasarımın çoğunda ortak malzemeler ve boyutlandırmalar kullanmaktı. Buna uygun olarak basit alüminyum kare tüp ve basit alüminyum boru kullanmayı seçtik.
Tasarımın, spektrometreye giriş olarak bir fiber optik kabloyu tutabilmesi ve dağınık okumalar oluşturmak için bir gölge bandını içeri ve dışarı hareket ettirebilmesi gerekiyordu. Tüm sistem, bir binanın yan tarafına veya bir direğe dışarıya monte edilecekti ve bu nedenle sırtlı ve kendi kendini destekleyen olması gerekiyordu. Kutulu yapı, bu sertliği düşük maliyetle sağladı. Çizimlerin tam listesi burada bulunabilir .
Gölge bandı ve spektrometre fiber optik kablosunun hareketi 2 küçük Adım motoru ile kontrol edilir. Bunlar çerçeveye cıvatalanmıştır ve gölge bandına ve optik fiber çubuğa yakalarla bağlanır. Bu motorlar bir Motor sürücü kartı ve Arduino kartı tarafından çalıştırılır. Motor sürücü kartı aynı anda iki adım motorunu çalıştırabilir ve doğrudan Arduino'nun üstüne takılarak harika bir çözüm sunar. Kart
Arduino paketinin seçimi, esas olarak projenin açık kaynaklı yapısı ve kodlama ve uygulamada basitlik ve kullanım kolaylığı nedeniyle yapıldı. Arduino paketi sağlamdır ve birçok uygulamada kullanılabilir ve düşük maliyeti harika bir bonustur. Yazılım hakkında elektronik bölümünde daha fazla konuşacağız.
Gerçek inşaat için planları okul atölyemize gönderdik, orada malzemeleri satın alabilir ve sistemi hızlı ve kolay bir şekilde bir araya getirebilirlerdi. Bu, zaman kısıtlamalarımız nedeniyle yapıldı, ancak gerçekte proje oldukça basitti ve herhangi bir becerikli kişi tarafından bir hafta sonu garajında inşa edilebilirdi.
Elektronik ve Kontroller
Yazılım ve elektronik tarafında gerçek mekanik yapı tarafında olduğundan daha fazla materyal var. Sistemin düzgün çalışması için Motor Kontrolünü, Spektrometre Ölçümlerini, Veri depolamayı ve Güneş Hesaplamalarını birbirleriyle senkronize bir şekilde çalıştırmak gerekir.
Sistemin ilk büyük parçası ve muhtemelen en önemlisi spektrometredir. Doğrudan ve dağınık radyasyon profillerinde güneşin ölçümlerini alabilmeli ve güneş spektrumundaki küçük değişiklikleri tespit edebilecek kadar çözünürlüğe sahip olmalıdır. Belirli bir model, spektrum içindeki mutlak Işınımı ölçebilen tam spektrumlu 200-2500 nm Avantes Spektrometresidir. Bu şekilde, 200 ile 2500 nm arasındaki toplam Güneş Işınımı'nı, UV aralığının küçük bir bölümünü ve Kızılötesi spektrumun bir kısmını ölçebiliyoruz. Toplanan tüm verileri depolamak için bu spektrometrenin bir bilgisayara bağlanması gerekir. İkisi arasında basit bir USB bağlantısı yapılır ve veriler serbestçe aktarılır.
Daha karmaşık elektronik sistem ise Motor kontrolleridir. Çift bağımsız kontrol elde etmek için çeşitli araçlar kullanmak gerekiyordu. İlk olarak, bir Arduino'ya sırtını dayayıp iki adım motorunu ayrı ayrı kontrol edebilen çift motor sürücüsü . Bu Arduino, güneş konumu hakkında tüm önemli hesaplamaları yapacak ve bunu her motor için konumsal bir konuma dönüştürmek üzere motor sürücü kartına gönderecekti. Aşağıda adım motorlarını hareket ettirmek ve güneş konumunu hesaplamak için kullanılan kod bulunmaktadır. [ 2 ]
Stepper Sürüş Kodu
Lütfen dikkat: Bu sayfadaki herhangi bir kod güncel olmayabilir. Şu anda github'da barındırılıyor: https://github.com/Queens-Applied-Sustainability/Open-Source-Solar-Spectrum
Spektrometre Kodu
Spektrometrenin doğru zamanda ölçüm alabilmesi için, Gerçek Zamanlı Saat ve ana kontrol sisteminin bulunduğu Arduino ile kendisi arasında bir bağlantı olması gerekir. Spektrometreyi kontrol edebilmek için, arkasında Save Spectra, Save Dark ve Save Reference'ı tetiklemek için kullanılan bir D-Sub 26 konektörü bulunur.
Şekil 1a: DSub 26 konnektörü
Şekil 1b: Adafruit Motor Kalkanı ve Arduino
Şekil 1c: D-Sub 26 Erkek Konnektör Pinout'u
Arduino kartında bir spektrum ölçülmek istendiğinde Dsub Konnektörü'nün 6. Pinine kısa bir TTL HIGH darbesi gönderir. Bu, spektrometrenin Spektrumu Kaydetmesini ve bilgisayar belleğine kaydetmesini tetikler.
Spektrometre için TTL HIGH tetiklemesinin basit bir örneği
Gerçek zamanlı saati Arduino'ya bağlamak için SDA ve SCL pinlerini kullanmak gerekir. Çoğu Arduino kartında, SDA (veri hattı) analog giriş pin 4'te ve SCL (saat hattı) analog giriş pin 5'tedir. Arduino Mega'da, SDA dijital pin 20'dir ve SCL 21'dir. Motor kalkanı, motor sürücü devresinde kullanılmayan pinler oldukları için kullanım için bu pinleri ayırmıştır.
Kalibrasyon ve Doğrulama
Spektrometre ve ışık kaynağı kalibrasyonunu kullanın
Bu bölümün temizlenmesi gerekiyor Spektrometreler satın alındığında her ikisi de spektral tepkide tam olarak kalibre edilmiş olarak geldi, böylece 300 nm ışık algıladıklarında ışık aslında 300 nm idi. Ancak, yalnızca bir spektrometre mutlak ışınım için kalibre edilmişti. Bu, binlerce dolar değerinde ekipman satın almak zorunda kalmadan bu spektrometreyi kalibre etmenin bir yolunu belirlememiz gerektiği anlamına geliyordu. Kalibre edilmiş bir ünitemiz olduğundan kendimiz bir yöntem geliştirdik.
Kalibre edilmiş spektrometremizi kullanarak bir ELH Halojen Projektör ampulünün ayrıntılı ölçümlerini almak mümkün oldu. Bu ampuller iyi bir spektral aralığa sahiptir ve 24 saatlik açık kalma süresi boyunca çıktı açısından tutarlıdır (%1'den az kayıp). Ampulü spektrometre sensöründen belirli bir mesafeye yerleştirdik ve ampulün sıcaklık ve çıktıda sabit duruma ulaşmasını sağladık. Daha sonra ampulden ışığın tam spektrumu alındı ve şimdi bu belirli Halojen Işık için spektral ve Yoğunluk verileriyle bir excel dosyası oluşturduk.
Ampulün burada ve orada Cochabamba'da aynı parlaklıkta olduğundan emin olmak için mesafe parametreleriyle birlikte excel dosyasını göndereceğiz ve halojen ampulü göndereceğiz. Bolivya'da gönderilen spektrumu sayısal olarak entegre ettik ve 790,20 W/m^2 sonucunu elde ettik
Sensör olarak Kipp&Zonen piranometresini [3] kullandık ve kendi hassasiyet faktörüyle (15,87 µV/W/m^2), eşdeğeri kullanarak bir çıkış olarak 12,55 mV elde etmemiz gerektiğini fark ettik:
Daha sonra, 220-120V trafosuna bağlı bir varyak ile halojen ampulü ve 251mm ötede bir multimetreye bağlı piranometre sensörünü Resim 1'de görüldüğü gibi besledik. Işığın sabitlenmesi için 20 dakika bekledik. Gerekli yoğunluk seviyesine ulaşıldığında (12.55mV), varyaktan 81,2 V ac'de, Resim 2'de görüldüğü gibi piranometreyi spektrometre (kosinüs alıcısına bağlı fiberin ucu) ile değiştirdik. Daha sonra, referans spektrum olarak gönderilen spektrumu alıp Mutlak Işınım modunu elde etmek için SpectraSuite adımlarını takip ettik.
Veriler alındıktan ve grafikler eşleştirildikten sonra kalibrasyon tamamlanacaktır. Kalibrasyondan önce ve kalibrasyondan sonra her iki eğri de Şekil 3a ve 3b'de gösterilmiştir
Şekil 3a: Halojen Işık sayımları
Şekil 3b: Halojen ışık uW/cm 2 /nm cinsinden
Spektrometre Doğrulaması
Spektrometreden gelen sonuçları doğrulamak için, bilinen bir ışık kaynağının ölçümlerini almak gerekiyordu. En iyi seçenek, aradığımız sonuçları en iyi şekilde simüle edeceği için gerçek dış mekan güneşine bakmaktı. Başlangıçta, spektrum grafiği olması gerektiği gibi görünmediği ve
Parça listesi
| Parça | Miktar | Tanım |
|---|---|---|
| Spektrometre | değişken | Avantes AvaSpec-2048 Standart Fiber Optik Spektrometre Avantes AvaSpec-NIR256/512-2.5TEC [4] OceanOptics USB4000 UV-VIS [5] |
| Adım Motorları | 2 | bipolar, 200 adım [6] |
| Motor Sürücü Kartı (MShield) | 1 | Adafruit Adım Motoru Sürücü Kartı [7] |
| Alüminyum Kare boru | 125" | 2,5"x1,5" |
| Alüminyum levha 0.125" | 35" | 1/8" alüminyum levha |
| 1" Alüminyum Yuvarlak Stok/1" polimer yuvarlak stok | 1 | Boyut küçültüldü |
| Arduino Uno | 1 | Sistemin 'beyinleri' |
| DSUB 26 Konnektör | 1 | 26 pinli konnektör Erkek [8] |
| Cıvatalar ve Somunlar | 16 | 1/4-28 X 3" kısmen dişli cıvatalar + somunlar ve rondelalar [9] |
Operasyon Protokolü
Çalışma protokolü oldukça basit olup, sadece bir bilgisayara ve güneşli bir mekana ihtiyaç duyulmaktadır.
Başla
Yapılacak ilk şey, sistemi bir bilgisayara, elektriğe ve mümkünse internete erişimi olan bir alana kurmaktır. Bu konum, kuzey yarımküredeyse güneye, güney yarımküredeyse kuzeye bakmalıdır. Bu, sensörün tüm yıl boyunca güneşi görebilmesini sağlamak içindir. Ufuktan başınızın üstüne kadar gökyüzünü iyi görebileceğiniz bir yere monte edilmelidir. Bir duvar veya çatı idealdir.
Konum
Konum seçildikten sonra kurulumun hava koşullarına dayanıklılığını ve hiçbir kar veya hava olayının onu bozmamasını sağlamak önemlidir. En az bir yıl boyunca bu konumda bozulmadan kalması gerekecektir. Bu, adım motorlarının yanı sıra spektrometre muhafazasının ve maruz kalacağı nem ve sıcaklığın da kontrol edilmesi anlamına gelir.
Konumlandırma
Artık konum ayarlandığına göre, sistemi başlıklar ve yönelimler açısından kalibre etmek önemlidir. Başlangıçta sistemin güneye baktığından ve daha da önemlisi gölge bandının ve fiber kuplörünün başlangıç konumunun 0 derecelik yüksekliğe ayarlandığından emin olun. Bu, ardışık ölçümlerin hepsinin bilinen bir seviyede olduğundan emin olmak içindir.
Adım Motorları
Adım motorları Motor Kalkanına bağlanmalıdır
Aşağıdaki tablo, Adafruit mağazasından satın alınan yukarıda listelenen Belirli step motora atıfta bulunmaktadır. Farklı step motorların farklı tel renk kodları ve bobinleri olabilir. Aşağıdaki talimatları izlerseniz, belirli pin çıkışlarınızı bulabilirsiniz.
| cihaz | Adımlayıcı Numarası | Renk terminali |
|---|---|---|
| Elyaf Çifti | 1 | Sarı,Kırmızı - M1 Yeşil, Kahverengi - M2 |
| Gölge Bant | 2 | Sarı,Kırmızı - M3 Yeşil, Kahverengi - M4 |
Bu farklı renkli teller, step motorun farklı bobinlerini temsil eder ve bu nedenle bu özel şekilde bağlanmalıdır. Tellerin düzgün bir şekilde bağlandığından emin olmak için farklı tel kombinasyonları arasındaki direnci ölçmek faydalıdır. Bu kombinasyonlardan ikisi aynı dirence sahip olacak ve diğer iki kombinasyon sonsuzu gösterecektir. Aynı dirence sahip bu iki çift sırasıyla M1 ve M2'ye bağlanmalıdır. Son olarak, teller bağlandığında ısı emicileri kartın sol ve sağ tarafındaki motor sürücü çiplerine takmak önemlidir. Bu site daha iyi bir açıklama sağlar.
Terminal M+ ve GND ayrıca 12V 350mA'den fazla olmayan bir güç kaynağına bağlanmalıdır. 2 step motoru kontrol etmek için 5 V 800mA yeterlidir. Tek bir güç kaynağı kullanılıyorsa jumper'ı PWR pinlerine bağlı tutmak gerekir.
Yazılım
Spektrometreyi çalıştırmak için kullanılan yazılım, avantes spektrometre ile birlikte verilen Avasoft 7.5.3 USB yazılımıdır. Spektrometreye bağlandıktan sonra, aşağıdaki kurulum görevleri gerçekleştirilmelidir
- VIS ve IR spektrometrelerini ana VIS spektrometresine bağlayın
- Spektrometreler arasında sorunsuz bir geçiş sağlamak için VIS ve IR kanallarını birleştirin
- Işık kaynağını örtün ve karanlık bir spektrum kaydedin
- Verilerden karanlık spektrumu çıkarın
- Ham okumaların (sayımlarda) doygunluğa ulaşmamasını (66.000 sayımın üzerinde) sağlamak için entegrasyon sürelerini ayarlayın. Şu anda entegrasyon süreleri VIS ve IR kanalları için sırasıyla 47 ms ve 12 ms olarak ayarlanmıştır.
- Excel çıktısını 0 saniyelik çıktı gecikmesiyle etkinleştir
- Geçmiş kanal işlevlerini VIS ve IR spektrometrelerinden gelen spektrumu içerecek şekilde yapılandırın
- Geçmiş kanallarını çalıştır
Excel çıktısı etkinleştirilmiş olarak geçmiş kanalları çalışırken, Avasoft iki Excel örneği başlatacak ve arduino kontrol cihazı tarafından tetiklendiğinde bunları spektrometreden gelen verilerle doldurmaya başlayacaktır. Bu Excel dosyalarını periyodik olarak kaydetmek için, günün okumalarını Excel'e kaydetmek üzere günde bir kez çalışan harici bir betiğe ihtiyaç duyulmuştur. Betik, AutoIt otomasyonu kullanılarak yazılmış ve yürütülebilir bir dosya olarak derlenmiştir. Betik, geçmiş kanalları penceresini etkinleştirecek, dosyalara yazmayı durdurmak için kapatacak, her Excel sayfasını ayrı ayrı açacak ve sistem saatinden türetilen bir dosya adıyla kaydedecek, Excel'i kapatacak ve sistemi ertesi gün için veri toplamaya hazırlamak üzere geçmiş kanalı işlevlerini yeniden etkinleştirecektir. Kullanılan betik aşağıda gösterilmiştir:
Veri
Bu deneyden elde edilen veriler, adlandırma kuralı şu şekilde olan günlük excel dosyalarından oluşmaktadır:
Bu veri dosyaları, .csv ve .h5 dosya formatlarında dağıtılan birleşik bir veritabanında birleştirildi. Bu veri kümelerini birleştirmek için aşağıdaki işlem adımları gerçekleştirildi.
Görünür ve kızılötesi veri dosyalarını veritabanları olarak içe aktarın
Toplama kafasının açısal konumunu belirleyin. İlk okuma yataydan 90 derece, ikincisi 80 derece, vb. 0'a kadar.
Her veritabanı için tarih ve konumun çoklu dizinini ayarlayın
Görünür ve kızılötesi kanalları tarih ve konum endekslerine göre birleştirip her günü tutan ana veritabanına ekleyin.
Her gün için, gün içindeki her değerden sabah saat 01:00 ve 90 derece değerlerini çıkararak karanlık düzeltmesi yapın.
Hatalı zaman damgasıyla toplanan tüm verilerin zaman kayması (25 Şubat 2013'ten 22 Nisan 2013'e kadar olan veriler 12 saat gerideydi)
Her saatlik zaman damgası ve pozisyon için entegre enerjiyi hesaplayın ve bu değerlerle bir Özet bilgi veritabanını doldurun
Her saatlik zaman damgası için , anket piranometresi, meteoroloji ve modül performans verileri yakındaki OSOTF'den alınır ve Özet bilgi veritabanına eklenir .
Bu işleme yönelik tam iş akışı, pandas modülü kullanılarak Python'da uygulandı ve kod projenin github'ında ve burada mevcuttur: " http://bit.ly/OSOTF_Parser "
Veri erişimi ve işlenmesi
Veriler, python pandas modülü kullanılarak basitleştirilmiş erişim sağlayan bir biçimde sağlanır. Bir Ipython konsolu başlatılmalı ve veriler aşağıdaki komutlar kullanılarak etkin belleğe yüklenebilir:
Burada storepath, spektral verileri içeren .h5 dosyasının konumudur. Bu, verileri iki seviyeli çoklu indekse sahip bir pandas veri çerçevesi olarak yükleyecektir: En üst seviye tarih ve saat, ikinci seviye ise her saat için konumdur. İki veri çerçevesi oluşturulur, ana veri çerçevesi her indeks konumu için spektral bilgileri tutar ve Summary_info entegre spektral enerjiyi ve yakındaki OSOTF'den toplanan değerleri içerir.
Belirli bir zaman ve açıya ait spektruma erişmek için aşağıdaki python kodu kullanılabilir:
Yıl, ay, gün, saat ve konumun kullanıcı tarafından tanımlanması gerekir.
OpenSCAD Shadow Band kodu
İlgili projeler
Ayrıca bkz.
- Yaygın ve küresel güneş radyasyonunun izlenmesi için değişken açılı spektrometre sisteminin kurulumu
- Spektrometre ve ışık kaynağı kalibrasyonu
- Özelleştirilebilir, yazdırılabilir bir gölge bandı indirin
Referanslar
| Yazarlar | Matthew De Vuono , Rob Andrews , Faviola Romero |
|---|---|
| Lisans | CC-BY-SA-3.0 |
| Kuruluşlar | Universidad Privada Bolivyana , MOST , Queen's Üniversitesi |
| Atıfta bulun | Matthew De Vuono , Rob Andrews , Faviola Romero (2011–2024). "Açık kaynak güneş spektrumu projesi" . Appropedia . Erişim tarihi: 18 Haziran 2025 . |