¿Qué es un pirheliómetro?
Un pirheliómetro es un instrumento utilizado para medir la radiación solar directa en un lugar determinado. Dado que deben apuntar directamente al sol, los pirheliómetros generalmente se montan en un dispositivo de seguimiento que sigue los movimientos del sol. Después de que la luz solar ingresa al pirheliómetro, una termopila la convierte en voltaje eléctrico. Este voltaje se puede calibrar para dar unidades de vatios por metro cuadrado, las unidades estándar de irradiancia solar. Los pirheliómetros se utilizan para investigación científica y para colocar paneles solares.
La irradiancia solar es una medida del flujo de radiación solar, o la energía solar por unidad de tiempo, por unidad de área. Depende de la ubicación de la medición: la irradiancia solar cerca de la superficie del sol será mucho mayor que a la distancia de la Tierra. De hecho, hay variaciones en la irradiancia solar a través de la superficie de la Tierra; estos dependen de la cantidad de atmósfera que la luz solar debe penetrar y, en menor medida, las diferencias en la distancia al sol. La irradiancia solar promedio a la distancia de la Tierra al sol es de aproximadamente 1.366 vatios por metro cuadrado.
Los pirheliómetros colocados en la superficie de la Tierra miden la irradiancia solar después de que penetra en la atmósfera. En la atmósfera, se dispersa algo de luz solar; Este tipo de luz solar difusa se puede medir con un instrumento diferente, llamado piranómetro. La luz solar que no se dispersa ingresa al pirheliómetro y golpea una termopila.
Una termopila es un dispositivo que utiliza el efecto Seebeck para crear un voltaje eléctrico basado en las diferencias de temperatura. El efecto Seebeck se refiere al fenómeno en el que dos metales diferentes a diferentes temperaturas producirán una corriente eléctrica cuando estén conectados. En un pirheliómetro, un extremo de la termopila se enfrenta al sol mientras que el otro extremo permanece sombreado. Esta disposición dejará los dos metales a diferentes temperaturas y, por lo tanto, conducirá a un flujo de corriente en la termopila. Cuando la irradiancia solar es mayor, se medirá un voltaje eléctrico más alto.
Los pirheliómetros se usan comúnmente para estudiar los cambios en la producción de radiación solar, como el ciclo solar de 11 años. Otra aplicación del pirheliómetro es la colocación y diseño de paneles solares. Diferentes partes de la Tierra reciben diferentes cantidades de irradiancia solar, y estos datos pueden ser recopilados por pirheliómetros y utilizados para crear mapas de niveles promedio de radiación. Las latitudes polares generalmente tienen menos radiación solar entrante, mientras que otras áreas tienen niveles más bajos debido a los cielos frecuentemente nublados. Estos mapas pueden ayudar a informar dónde tiene sentido colocar paneles solares.