Det finns enklare dagsljus-sensorer för solcellsanläggningar att köpa. Dessa ska alltid placeras lutande riktade åt söder på samma sätt som fasta solcellsanläggningar placerar cellerna och skärmade åt nord och gärna med samma lutning som solcellerna för att optimalt nås av solen. Det är ju ingen händelse att solceller ges den lutning som bäst överensstämmer med solens gångbana på aktuella platsen.
Det ger rätt liten intensitetsförlust vid morgon och kvällsljus relativt middagsljus varken för sensor eller solceller att de inte trackar solen när den står lågt över horisonten.
Stora intensitetsförlusten beror mer på att solstrålningen måste passera mer atmosfär när solen närmar sej horisonten.
Den förlusten är kraftigt frekvensberoende där främst kortare våglängder såsom blått och UV dämpas mera.
För att få jämnare ljusintensitetsmätning för t.ex. mätning av hur mycket solens är dämpad av molnighet av resten av spektrat använder man ofta filter som reducerar blått och UV framför ljussensorn.
Billigt sådant filter är just de bruna medicinburkarna vars funktion är att filtrera UV och en del av det blå spektrat som också i vissa fall kan vara nedbrytande för mediciner. Övriga ljusspektrumet passerar måttligt dämpat genom detta glas inklusive IR.
Det gjordes många försöka på olika sätt att dämpa UV genom glas redan på 1700-talet och i slutet av 1800-talet fann man att genom en viss komposition med järnoxid och svavel blandad i glasmassan gav det ett mycket brant filter som klippte i det blå delen av spektrat. Sedan detta filter blivit närmast global standard för medicinflaskor i glas där innehållet annars bryts ned av UV-strålning.
De simplaste ljussensorerna för att veta när tillskott av gatljus är lämpligt bestod av ett plasthus med ett ljusberoende motstånd som styrde en bimetall-kontakt. Sensorhuset hade ett fönster på sidan där ljuskänsliga motståndet satt innanför. Fönstret ska alltid riktas åt söder för att nås av både morgon och kvälls-sol.
Ldr sensor.png
Fönstret av plast utgör visst UV-skydd för att motståndet inte ska brytas ned av UV-strålning, vilket annars leder till långsam degenerering. Materialet är Kadmiumssulfid CdS som fungerar som bandgap för i huvudsak synliga spektrat men absorberar degenererande UV-strålning om ytan inte skyddas. De flesta plaster ger gott UV-skydd.
Om man vill mäta solintensitet på lite annorlunda sätt med sensor som väl följer solens gång kan man göra det med en dipol-antenn som mäter solbrus.
Antennen lutas till samma rotationsaxel som jordens axel relativt solen på den lokala platsen.
Atmosfärens dämpar rätt olika med ojämn frekvensgång och andra fenomen gör avläsningar beroende på mycket annat såsom jordens atmosfär, E-fält, solfläckar mm. Mäta vid THz-frekvenser är ofta opraktiskt men det finns ett spektralt fönster som kan användas med enkla medel. Frekvensområdet är ca 3-10 GHz men av olika skäl är 3-4 GHz simplast att mäta.
Man kan modifiera ett parabolhuvud för att bredbandigt mäta solbrus 3-4 GHz. Skärmar man av allt under horisonten minskar manmade noise och sensorn blir inte påverkade av ströljus från marken som annars kan lysa upp dimma ovanför sensorn.
Även på natten nås sensorn av diverse atmosfäriskt brus men det är så låga nivåer att man kan bortse från dessa om man bara vill detektera om solens RF-strålning är synlig för mottagarantennen och därmed även synligt ljus.
Solar Spectra.png
Genom att diff-mäta olika av ovan sensorers värden kan man mäta solaktivitet och hur mycket av de olika UV-banden som atmosfären för tillfället släpper igenom.
Ovan atmosfären är solen en mycket mer bredbandig svartkroppstrålare på ca 5000K. Omvänt, sett från solen, ligger jorden på 290K, Jorden utstrålar därför i huvudsak IR och syns inte för blotta ögat ute i rymden om jorden inte blir belyst av solen.
Vad gäller att styra lokal belysning utan hänsyn till UV som vi ändå inte ser ger därför en medicinburk ett passande sätt att filtrera fram det vi ser som belysningsljus. Det räcker mer än gott att rikta sej mot söder, mäta solintensitet genom solföljare ger i stort inget alls mer än att man optiskt bättre kan filtrera bort störande ljuskällor men för dagsljus blir det missvisande om ett mörkt moln täcker solens direkta riktning medans stor del av ljuset kommer via reflexer i atmosfären. Solen ser dämpad ut medans det fortfarande finns mycket dagsljus, till skillnad vid solförmörkelse då månen skär av ljusvägen utan att att skapa reflektioner åt sidorna.
Atmosfärens förmåga att skapa reflektioner bl.a. genom vattenånga är frekvensberoende. Höga frekvenser avvinklas mera, vilket vid molnfria ljusförhållanden där solen ser vit ut och står högt upp ovan horisonten ger oss skenbart blå himmel.
Att optiskt mäta solens rörelse utan att använda linser skedde förr med sk heliostat eller reflekterande heliostat. Ett annat antikt instrument följde solens rörelse, sk solföljare. Dessa instrument kunde kombineras till ett enda som både optiskt och mekaniskt följde solrörelsen. Lite smart geometri och klocka är allt som behövs.
Heliostat.png
Man måste komma ihåg att dra upp klockan, annars stannar solen.
För att optimalt följa solens rörelse på solfarmer där man använder speglar som vanligen riktas mot en saltvattentank som hettas upp så utgår man ifrån att solens rörelse är tillförlitlig kalkylerade i dator över dagen och årstid för överskådlig framtid så någon sensor behövs inte utan speglarna styrs va dators beräknade solbana över himlen för den aktuella platsen. Att styra efter optisk sensor för att följa starkaste ljuskällan på himlen kan ge villervalla en delvis mulen dag.
I Australien som har många stora solcellsanläggningar ska solcellerna riktas i motsatt riktning mot hos oss på norra halvklotet, dvs man riktar solcellerna mot norr. Optimala lutningen på solcellerna styrs av vilken latitud man är på.
Samma gäller även för bästa riktningen för en ljussensor som främst ska detektera solens direkta strålning.
