Hvad er et pyrheliometer?
Et pyrheliometer er et instrument, der bruges til at måle den direkte solstråling på et givet sted. Da de skal rettes direkte mod solen, er pyrheliometre typisk monteret på en sporingsenhed, der følger solens bevægelser. Efter at sollys kommer ind i pyrheliometeret, konverteres det til en elektrisk spænding ved hjælp af en termopil. Denne spænding kan derefter kalibreres for at give enheder af watt pr. Kvadratmeter, som er standardenhederne for solbestråling. Pyrheliometre bruges til videnskabelig forskning og til placering af solcellepaneler.
Solbestråling er et mål for strømmen af solstråling eller solenergien pr. Enhedstid pr. Enhedsareal. Det afhænger af målingens placering - solbestråling nær solens overflade vil være meget større end på Jordens afstand. Der er faktisk variationer i solbestråling over jordoverfladen; disse afhænger af mængden af atmosfære, hvor sollys skal trænge igennem, og i mindre grad forskelle i afstand fra solen. Den gennemsnitlige solbestråling på jordens afstand fra solen er ca. 1.366 watt pr. Kvadratmeter.
Pyrheliometre placeret på jordoverfladen måler solbestrålingen efter at den trænger ind i atmosfæren. I atmosfæren er noget sollys spredt; denne form for diffus sollys kan måles med et andet instrument, kaldet et pyranometer. Det sollys, der ikke er spredt, kommer ind i pyrheliometeret og rammer en termopil.
En termopil er en enhed, der bruger Seebeck-effekten til at skabe en elektrisk spænding baseret på temperaturforskelle. Seebeck-effekten refererer til fænomenet, hvor to forskellige metaller ved forskellige temperaturer vil producere en elektrisk strøm, når de er tilsluttet. I en pyrheliometer vender den ene ende af termopilen mod solen, mens den anden ende forbliver skygge. Dette arrangement vil efterlade de to metaller ved forskellige temperaturer og vil derfor føre til en strøm af strøm i termopilen. Når solens irradians er højere, måles en højere elektrisk spænding.
Pyrheliometre bruges ofte til at studere ændringer i solstråling, såsom den 11-årige solcyklus. En anden anvendelse af pyrheliometeret er placering og design af solcellepaneler. Forskellige dele af Jorden modtager forskellige mængder solbestråling, og disse data kan indsamles af pyrheliometre og bruges til at oprette kort over gennemsnitlige strålingsniveauer. Polære breddegrader har generelt mindre indgående solstråling, mens andre områder har lavere niveauer på grund af ofte overskyede himmel. Disse kort kan hjælpe med at informere, hvor det er fornuftigt at placere solpaneler.