Espetro radiómetro solar

Abstract

Este trabalho apresenta a caracterização e calibração de componentes e sistemas de medição de radiação solar, com foco no desenvolvimento de um novo sensor de radiação – o espectro radiómetro solar – este que combina características de radiómetros clássicos e espectro radiómetros. O estudo destaca a importância da radiação solar nos dias atuais, bem como do seu espectro e a interação da mesma com a atmosfera. O documento inicia com uma introdução à radiação solar e ao seu espectro, seguido por uma análise das interações da radiação com a atmosfera e modelos de transferência radiativa. De seguida, a física dos semicondutores é discutida, são apresentados os conceitos de semicondutores intrínsecos e extrínsecos, junções PN entre outros. Os dispositivos fotodíodos e LEDs são apresentados e caracterizados, com vista à sua utilização como conversores de radiação solar em sinal elétrico. O trabalho aborda também a instrumentação ambiental atual e descreve o design, implementação e caracterização do sensor para medição da radiação solar, detalhando a configuração instrumental e os resultados obtidos. Os resultados indicam que o novo sensor, construído com componentes eletrónicos de baixo custo, é acessível e fácil de implementar, representando uma inovação em relação aos sensores existentes. Além disso, o estudo identifica limitações nos sensores atuais, como a precisão e a capacidade de resposta em diferentes bandas espectrais por oposição ao novo sensor. A conclusão do trabalho enfatiza a relevância da calibração precisa e a potencial aplicação do sensor desenvolvido em diversas áreas, como na monitorização ambiental e no estudo da radiação solar; - Abstract: Solar SpectroRadiometer Sensor This work presents the characterization and calibration of solar radiation measurement components and systems, with a focus on the development of a new radiation sensor - the solar spectroradiometer - which combines the characteristics of classic radiometers and spectroradiometers. The study highlights the importance of solar radiation today, as well as its spectrum and its interaction with the atmosphere. The document begins with an introduction to solar radiation and its spectrum, followed by an analysis of radiation interactions with the atmosphere and radiative transfer models. Next, the physics of semiconductors is discussed, presenting the concepts of intrinsic and extrinsic semiconductors, PN junctions, among others. Photodiode devices and LEDs are presented with a view to using them to convert solar radiation into electrical signals. The work also addresses current environmental instrumentation and describes the design, implementation and characterization of the sensor for measuring solar radiation, detailing the instrumental configuration and the results obtained. The results indicate that the new sensor, built with low-cost electronic components, is affordable and easy to implement, representing an innovation over existing sensors. In addition, the study identifies limitations in current sensors, such as accuracy and responsiveness in different spectral bands, as opposed to the new sensor. The conclusion of the work emphasizes the relevance of accurate calibration, and the potential application of the sensor developed in various areas, such as environmental monitoring and the study of solar radiation.