Meteohelix 3E' ormai da tempo che il KWOS ha in test gli schermi solari della Barani Design, sia nel formato "solo schermo" in cui inserire qualsiasi sensore di temperatura, che in formato Meteohelix stazione IoT.
meteoshield pro new 04Ora è stato installato un nuovo schermo solare MeteoShield Pro con delle migliorie rispetto al precedente. 

L'ormai ben rodata forma ad elica si conferma senza alcun dubbio. Questa forma consente non solo al vento di fluire con più facilità all'interno dello schermo, rispetto ai convenzionali schermi a piatti, ma di conservare la sua velocità quando lambisce il sensore, favorendo la risalita dell'aria calda come si osserva dall'immagine qui a fianco.

Durante le piogge inoltre, la sporcizia che solitamente si accumula sui piatti, tenderà a colare verso il basso ripulendo lo schermo molto più di quelli convenzionali.

Nell'immagine a destra si osservano i due schermi, quello NEW a sinistra e quello OLD a destra.  Sono pressocchè identici anche se in quello nuovo, osserviamo una maggiore superficie scura nella parte bassa dei piatti.

 

meteoshield pro new 01Vedendoli più nel dettaglio, osserviamo che i piatti esterni sono, nella parte inferiore, per metà neri e per metà bianchi. Ricordiamo che il nero, nella parte inferiore, è utile ad assorbire la radiazione ad onda corta emessa dal Sole (Incoming short wave solar radiation), riflessa dalle superifci con diversi albedo.

meteoshield pro new 03

L'albedo è il rapporto tra la radiazione solare riflessa e la radiazione solare in arrivo. La neve ad esempio, ha un alto albedo quindi, una maggiore capacità di riflettere la luce che un prato verde o un campo di sola terra.

Ma attenzione, questo non significa che si può posizionare lo schermo solare su una superficie nera, sicuri del fatto che assorbirà tutta la radiazione solare, perchè l'assorbimento ha un costo in termini di temperatura. Di fatti l'asfalto nero ha una temperatura superficiale molto maggiore della temperatura di un prato verde. 

Nel caso del MeteoShield Pro, una volta assorbita la radiazione, il calore verrà dissipato grazie alla forma ad elica che lo trasporterà verso l'alto. 

I piatti più esterni non toccano in tutta la superficie i piatti più interni completamente neri. Questo favorisce una perdita del calore latente proveniente dalla superficie più esterna colpita direttamente dai raggi solari e favorisce anche il flusso dell'aria.

Osservando la figura qui a destra e ancora di più il particolare dello schermo, qui a sinistra, si nota tutta la cura costruttiva e lo studio che è stato effettuato prima di arrivare a questa configurazione.

meteoshield pro new 02

Anche la forma ad onda della superficie nera non è a caso o per semplice design ma è probabilmente un altro piccolo accorgimento per migliorare l'assorbimento meteoshield pro new 03 partdella luce grazie ad una superficie di tipo sinusoidale. Esistono infatti in letteratura, molti studi che confermano un migliore assorbimento della luce e di conseguenza della radiazione a diverse lunghezze d'onda, da parte di superfici non piane (flat).

Sulla parte bianca poi, nella superficie inferiore, sono presenti anche delle piccole rugosità, forse per rendere il flusso d'aria un po' più lento nel basso rispetto alla parte superiore dei piatti, magari per favorire l'upwash dell'aria che lambisce lo schermo solare. Certo è che anche in questo caso, si osserva il risultato di uno studio approfondito in galleria del vento.

Nell'ultima immagine a destra, la vecchia versione del MeteoShield Pro con all'interno un sensore WH-31 della Ecowitt.

Nel MeteoShield Pro New invece, è stato inserito sempre un WH-31 ma con sonda esterna.

Confrontarlo con il MeteoShield Pro Old sarebbe stato troppo semplice, così abbiamo voluto confrontarlo con uno schermo solare a ventilazione forzata dalle caratteristiche ottime: Apogee TS-100 .

All'interno dell'Apogee vi è un sensore Papouch TH2E modificato con Sensirion SHT35.

Come sempre, sono stati confrontati in camera climatica con i sensori del datalogger CometSystem dual channel. I grafici tengono già conto delle deviazioni dei due sensori.

grafico 01072020 meteoshieldpro newQui a sinistra il grafico che usa come parametro di confronto l'Apogee TS-100 e mostra lo scostamento delle misure registrate all'interno dei due MeteoShield Pro.

Inutile dire che le modifiche effettuate sul nuovo Pro hanno portato a miglioramenti non da poco.

Certo, non c'è lo stesso sensore e quindi la camera all'interno dello schermo old offre meno spazio al sensore essendo più grande di una normale sonda, ma si nota una forte differenza di temperatura ai primi raggi solari.

Probabilmente, i due schermi sono soggetti a qualche riflessione della radiazione dovuta ai raggi ancora bassi, creata da qualche altro schermo solare o staffa.

Le modifiche sul nuovo MeteoShield hanno fortemente mitigato questo problema.

Lo scostamento con l'Apogee TS-100 è ancora più lieve e ricodiamo che parliamo di uno schermo a ventilazione forzata.

Nel grafico successivo vi è l'andamento giornaliero della temperatura ancora una volta insieme alla radiazione solare. Ed infine il vento registrato alla stessa altezza dei sensori.

Osservando l'andamento del vento, che è stato veramente flebile per tutta la giornata, solo nel pomeriggio supera i 2 Km/h e rigurdando il grafico dello scostamento, si osservano le migliori performances del MeteoShield Pro.

 

grafico 01072020 meteoshieldpro new2 grafico 01072020 wind

 Come ultima analisi, sono stati scelti dei giorni con caratteristiche molto simili che vanno dal 29 giugno 2020 al 02 luglio 2020. L'insolazione nel massimo picco è stata superiore ai 1000 W/m2.
E' stata così effettuato un grafico dell'andamento giornaliero e poi uno zoom delle sole ore diurne.
Lascio a voi la valutazione dello schermo MeteoShield Pro NEW rispetto agli altri utilizzati dal KWOS.

andamento 29 02 daily andamento 29 02 daily zoom

 

Abbiamo voluto verificare le prestazioni di questo schermo con un altra tipologia di grafico chiamato Contour. Grazie ad esso si evidenziano le differenze tra il MeteoShield Pro MeteoShield vs Apogee contoure lo schermo a ventilazione forzata aspirata Apogee in relazione alla radiazione solare e al vento.

Sono ben evidenti le sue prestazioni di poco inferiori a quelle di uno schermo a ventilazione forzata. Talvolta anche migliori se la ventola non gira a sufficienza a causa di un errore nella gestione. Solo in pochissimi casi si è avuto un errore di 0.7°C.

Il grafico evidenzia il tipico andamento dell'errore registrato dagli schermi solari passivi: minore è la ventilazione e maggiore l'insolazione, maggiore sarà l'errore.

In genere, l'errore maggiore lo si ha quando c'è la discesa del Sole dopo il suo picco nel movimento apparente. In pratica, il momento di maggior errore registrato, lo si ha sempre in leggero ritardo rispetto al movimento del Sole.