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A Benchmark of Simple Measurement Systems for Direct Irradiance

Blum, Niklas und Maas, Felix und Stührenberg, Jonas und Broda, Rafal und Meinel, Michael und Nouri, Bijan und Fabel, Yann und Campos Guzman, Laura und Kazantzidis, Andreas und Abraim, Mounir und Calais, Martina und Habte, Aron und Ghennioui, Abdellatif und Pó, Mário und Zarzalejo, Luis F. und Wilbert, Stefan (2023) A Benchmark of Simple Measurement Systems for Direct Irradiance. SolarPACES 2023, 2023-10-10 - 2023-10-13, Sydney, Australien.

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Kurzfassung

Accurate direct normal irradiance (DNI) measurements are essential for the design and the operation of concentrating solar power systems. Several measurement systems for DNI are available to users, but all commonly used systems still have drawbacks. Sun trackers with pyranometers and a pyrheliometer are expensive and require permanent checks and maintenance by qualified personnel, for example due to tracking errors and soiling effects. Simpler, i.e. more economic and robust sensors may have shortcomings regarding accuracy under various atmospheric conditions and might not be significantly less susceptible to soiling and user errors. Validations and benchmarking of simple radiometers for solar energy applications have been presented. To the best of our knowledge, no benchmarking study is available which evaluates some more recent simple measurement systems which are relevant for solar applications in 2023. Furthermore, most previous benchmarking studies did not measure atmospheric parameters like circumsolar irradiance which may directly influence the measurements of these sensors. We close this gap by benchmarking relevant measurement systems (Rotating Shadowband Irradiometer RSI and Rotating Shadowband Pyranometer RSP 4G; Delta-T SPN1, EKO MS-90, PyranoCam, Sunto CaptPro) at multiple sites. We also evaluate the influence of relevant atmospheric parameters which we measure with dedicated instruments at one site. We include the PyranoCam system in our benchmarking, a novel radiometer system suitable for all solar irradiance components including DNI. It consists of a pyranometer and a fisheye camera that takes photos of the whole sky and employs a combined physical and machine-learning model. The results of the study provide improved estimates of the sensors’ accuracies for a specific application and climatic condition and can assist in the development of corrections for the sensor technologies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199121/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:A Benchmark of Simple Measurement Systems for Direct Irradiance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Blum, NiklasNiklas.Blum (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1541-7234NICHT SPEZIFIZIERT
Maas, FelixDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für SolarforschungNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stührenberg, JonasJonas.Stührenberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3777-2632NICHT SPEZIFIZIERT
Broda, RafalRafal.Broda (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-2378-1776146767026
Meinel, Michaelmichael.meinel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6372-3853146767027
Nouri, BijanBijan.Nouri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9891-1974NICHT SPEZIFIZIERT
Fabel, YannYann.Fabel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1892-5701NICHT SPEZIFIZIERT
Campos Guzman, LauraLaura.Campos (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9686-1443NICHT SPEZIFIZIERT
Kazantzidis, Andreasakaza (at) upatras.grNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abraim, MounirGreen Energy Park (IRESEN)https://orcid.org/0000-0002-7798-9027NICHT SPEZIFIZIERT
Calais, MartinaM.Calais (at) murdoch.edu.auNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Habte, AronNational Renewable Energy LaboratoryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ghennioui, AbdellatifGreen Energy ParkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pó, MárioEKO INSTRUMENTS Europe B.V., 2521 AL, Den Haag, the NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zarzalejo, Luis F.CIEMAT Energy Department-Renewable Energy Divisonhttps://orcid.org/0000-0003-4522-6815NICHT SPEZIFIZIERT
Wilbert, Stefanstefan.wilbert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3573-3004NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Oktober 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:diffuse irradiance, direct irradiance, sensor comparison, solar ressource, accuracy, benchmark, influences, rotating shadowband pyranometer, PyranoCam, SPN-1, MS-90, CaptPro
Veranstaltungstitel:SolarPACES 2023
Veranstaltungsort:Sydney, Australien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:10 Oktober 2023
Veranstaltungsende:13 Oktober 2023
Veranstalter :SolarPACES
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Blum, Niklas
Hinterlegt am:16 Nov 2023 10:23
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:59

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