SR05-A1

日射計は、180°の視野角から平面が受ける日射量を測定します。この量は、W/m²で表され、全天日射量と呼ばれます。日射計の定義によれば、日射スペクトルは285から3000 x 10^-9 mの範囲に及び、その波長（スペクトル）選択性はできるだけ「均一（フラット）」でなければなりません。

すなわち、太陽放射がセンサーに垂直に当たるとき（表面に対して垂直、天頂にある太陽、入射角0°）は完全な応答を持ち、太陽が地平線にあるとき（入射角90°、天頂角90°）はゼロ応答、入射角60°では完全応答時の50%でなければならないです。日射計は、理想的なコサイン特性にできるだけ近い、いわゆる「方向性応答」（古い文書では「コサイン応答」と書かれている場合があります）を持つべきである。

適切な指向性と分光特性を得るために、日射計の主な構成要素は以下の通りです。

• 黒色塗装の熱電対：200〜50000×10^-9 mの範囲をカバーする均一な波長選択性（spectrally flat）を持ち、ほぼ完璧な指向性を持っています。コーティングはすべての太陽光線を吸収し、吸収の瞬間に熱に変換する。その熱はセンサーを通してセンサー本体に流れる。熱電堆（サーモパイル）センサーは、日射量に比例した電圧出力信号を生成します。
• ガラスドーム：180°の視野角を保ちながら、285～3000×10^-9 mの波長範囲を透過する（3000×10^-9 m以上の部分はカットする）。ドームのもう一つの機能は、それが環境（対流、雨）から熱電堆（サーモパイル）センサーを遮蔽することです。
• 内側ガラスドーム：Class AとClass B日射計では、1つのドームではなく、2つのドームが使用されます。この構造は、追加の「遮光シールド」を提供し、一重ドームを使用する場合と比較して、センサーと内側ドームの間のより良い熱平衡が得られます。内側ドームを持つことで、結果として出力のオフセットが大幅に低減されます。
• ヒーター：外側のドーム表面への露の付着や霜の影響を軽減するため、ほとんどの最新の日射計はヒーターを内蔵しています。このヒーターはセンサー本体に結合されています。日射計を加熱すると、放射照度のオフセット信号が追加で発生する可能性があるため、夜間のみヒーターを作動させることを推奨します。ヒーターと外部換気を組み合わせることで、これらの加熱オフセットは非常に小さくなります。

屋外の太陽光発電（PV）システム性能監視において、日射計（ピラノメーター）が太陽放射測定の標準とされているのには、十分な理由があります。

屋外での PV 試験の目的は、利用可能なエネルギー資源をシステム出力と比較し、効率を算出することです。この効率評価は、全体的な性能と安定性の指標となり、遠隔診断や保守の必要性を判断する基準にもなります。

屋外 PV 性能監視における日射量測定は、通常ピラノメーターを用いて行われます。一部の規格では PV リファレンスセルの使用が示されていますが、リファレンスセルは（ごく一部の例外を除き）銀行融資適格性の証明や PV システム効率の証明には適していません。ピラノメーターは、今後も屋外太陽エネルギー監視の標準であり続けます。

基本的な観点から見ると：

• 日射計は、実際に利用可能な太陽放射照度（つまり利用可能な資源量）を測定します。これは、真の効率計算に必要なパラメータです。
• リファレンスセルは、同一材料・同一構造（平板窓）を持つセルが利用できる太陽放射の部分のみを測定します。つまり、特定の PV セルタイプの発電量を測定しているに過ぎません。これは効率計算に使用できる測定ではなく、実際には効率推定に数パーセントの誤差を生じさせます。

国際エネルギー機関（IEA）および ASTM の PV 監視規格は、屋外 PV 監視にピラノメーターを推奨しています。PV リファレンスセルは、照度測定の不確かさに関する IEC 61724-1 クラス A 要件を満たしていません。方向応答の影響により、日積算放射量（J/m² または W·hr/m²）を 2％以上、時間単位ではさらに大きく過大評価してしまうためです。

適切な日射計（ピラノメーター）を選ぶことは簡単ではありません。私たちはその選定を支援できます。しかしまず、次の質問を自分に投げかけてください。

• 私の用途に適用される規格はあるか
• どの程度の精度が必要か
• どの程度のメンテナンスが可能か
• どのようなインターフェースが必要か

Hukx と相談する際、最適な日射計に関する当社の推奨は以下に基づきます。

• 推奨される日射計クラス
• 推奨されるメンテナンスレベル
• 測定精度の見積もり
• 推奨される校正方針
• 推奨されるインターフェース

日射計は、製造時に異なる仕様や、検証・特性評価のレベルで作られることがあります。ISO 9060-1990 規格「太陽エネルギー—全天日射および直達日射を測定する機器の仕様と分類」では、3 つのクラスが区別されています。セカンダリースタンダード（最高精度）、ファーストクラス（2 番目の精度）、セカンドクラス（3 番目の精度）です。セカンドクラスからファーストクラスへ、ファーストクラスからセカンダリースタンダードへと進むにつれ、達成可能な精度は 2 倍ずつ向上します。

ISO 9060-1990 規格は改訂が予定されています。新しい 2018 年版は 1990 年版とはやや異なります。新しい ISO 9060 では、A、B、C の 3 つの精度クラスが導入され、さらに各クラスに「スペクトルフラット」という特別な拡張が追加されています。これは、アレイ面（POA）、アルベド、反射日射の測定に推奨されます。

当社の日射計選定ガイドでは、日射計を選ぶための実用的な指針を提供しています。IEC 61724-1 に基づく PV システム性能監視における日射計の適用例が紹介されています。また、散乱日射用センサーや気象ネットワーク向けセンサーについても、この選定ガイドで取り上げています。

全天日射計は半球状の太陽放射を測定します。水平面で測定する場合は、全天日射量（GHI）と呼ばれます。PVパネルに隣接し傾斜角および方位角を同一とする「プレーンオブアレイ（POA）」で測定する場合は、斜面日射量と呼びます。

直達日射量(DNI)の測定には直達日射計を使用します。 DNI は、太陽の中心を指す軸に垂直な平面単位面が、光学開口角で集めた太陽放射フラックスと定義されます。DNIは、太陽円盤の範囲（半値角0.266°±1.7%）の太陽放射といくつかの太陽周辺光から構成されています。

太陽放射を測定したいのですね。あなたは一人ではありません。人々は何世紀にもわたり太陽から届くエネルギーを測定しており、今日ではこれまで以上に多くの人々が太陽放射を測定しています。

あらゆる測定と同様に、まず自分が何を測定したいのかを考えることから始めてください。「太陽放射」という用語は、多くの異なる用途で使われており、その意味も用途によって少しずつ異なります。

太陽放射は、太陽から地球に到達するエネルギーとして定義されることがよくあります。その大部分は可視光ですが、太陽スペクトルは紫外線から近赤外線まで広がっています。太陽放射はさまざまな経路で私たちに届きます。太陽から直接届く直達日射、大気中の散乱によって届く散乱日射、そして反射によるものです。これらは個別に測定できますが、多くの場合、人々が関心を持つのは地表に到達する合計の放射量、すなわち全天日射量（GHI）です。太陽光発電所のモニタリングでは、全天日射量に加えて、パネル面に入射する日射量も必要です。これは傾斜日射量、または「アレイ面（POA）日射量」と呼ばれます。エネルギーバランス研究では、複数の日射計を組み合わせて、入射日射と反射日射の両方を測定します。これに、正味長波放射やその他のフラックスの測定を組み合わせることもできます。

私たちは、計測器の選定からデータ取得まで、太陽放射測定のプロセスを案内するノートを公開しています。設置場所の選定、機器の取り付け、データロガーの設定について説明しています。また、太陽放射データを長年にわたり信頼できるものに保つために、品質管理とメンテナンスについても取り上げています。ぜひノートをご覧ください。

日射計、赤外放射計、アルベドメーター、ネット放射計、日射強度計の製品保証期間は 5 年です。

Hukx の保証および責任に関する方針は以下のとおりです。 Hukx は、提供する製品が新品であり、欠陥がなく、製造および生産に明らかに関連する不具合がないことを保証します。製造上の誤りに明確に起因する欠陥については、無償修理を行う工場保証期間は 5 年です。製品の納入は、Hukx の一般販売条件に従います。