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Worldwide benchmarking of cost-effective radiometers for direct and diffuse irradiance

Blum, Niklas und Nouri, Bijan und Fabel, Yann und Campos Guzman, Laura und Stührenberg, Jonas und Kazantzidis, Andreas und Abraim, Mounir und Calais, Martina und Habte, Aron und Forstinger, Anne und Maas, Felix und Broda, Rafal und Matteschk, Paul und Zarzalejo, L.F. und Panagopoulos, Orestis und Ghennioui, Abdellatif und Wilbert, Stefan (2026) Worldwide benchmarking of cost-effective radiometers for direct and diffuse irradiance. Solar Energy, 314, Seite 114687. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2026.114687. ISSN 0038-092X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X26003750

Kurzfassung

Solar energy projects can benefit from direct normal irradiance (DNI) and diffuse horizontal irradiance (DHI) measurements during all project phases. Several commercial measurement systems for DNI and DHI are available. Sun trackers with pyranometers and pyrheliometers can provide highly accurate measurements but are often impractical in solar energy applications. For less expensive and more robust sensors, it is often unclear which accuracy can be expected under a project site’s specific atmospheric conditions. We address this challenge by our dedicated experimental comparison of relevant sensor systems (rotating shadowband irradiometer [short RSI], Delta-T SPN1, EKO MS-90, PyranoCam, Sunto CaptPro, Kipp & Zonen CSD3) at up to six sites worldwide. The RSI systems (rRMSD 3 to 8.6%, DNI; 4.8 to 7.6%, DHI) and PyranoCam (rRMSD 2.6 to 5.2%, DNI; 4.4 to 5.8%, DHI) exhibit similar error metrics and are the most accurate systems in the test. Delta-T SPN1 and EKO MS-90 (rRMSD 6.8 to 15%, DNI; 10.6 to 20.1%, DHI) but especially Kipp & Zonen CSD3 and Sunto CaptPro show significant deviations (rRMSD 17.7 to 20%, DNI; 33 to 58%, DHI). We evaluate the influence of relevant atmospheric parameters on the sensors’ accuracies by a rather unique measurement setup. MS-90's DNI errors depend on DNI itself, with overestimations for low reference DNI. The deviations of SPN1's DHI and DNI measurements increase sharply in situations with high circumsolar irradiance. Also, CaptPro and CSD3’s increased measurement errors are related to circumsolar irradiance. For RSI and PyranoCam, only moderate influences on the measurements are identified, indicating a general applicability of these instruments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224518/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Worldwide benchmarking of cost-effective radiometers for direct and diffuse irradiance
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Blum, NiklasNiklas.Blum (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1541-7234NICHT SPEZIFIZIERT
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.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stührenberg, JonasJonas.Stuehrenberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3777-2632216032468
Kazantzidis, Andreasakaza (at) upatras.grNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abraim, Mounirabraim (at) greenenergypark.maNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Calais, MartinaM.Calais (at) murdoch.edu.auNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Habte, AronAron.Habte (at) nlr.govNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Forstinger, AnneCSP ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maas, FelixDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für SolarforschungNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Broda, RafalRafal.Broda (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-2378-1776216032469
Matteschk, PaulDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für SolarforschungNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zarzalejo, L.F.lf.zarzalejo (at) ciemat.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Panagopoulos, Orestisorestispanago (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ghennioui, Abdellatifghennioui (at) greenenergypark.maNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilbert, StefanStefan.Wilbert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3573-3004NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Mai 2026
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:314
DOI:10.1016/j.solener.2026.114687
Seitenbereich:Seite 114687
Verlag:Elsevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Circumsolar irradiance Sensor comparison Accuracy Uncertainty Shortwave radiation Pyranometer
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
Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, OL
Hinterlegt von: Blum, Niklas
Hinterlegt am:28 Mai 2026 16:42
Letzte Änderung:28 Mai 2026 16:42

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