Qu'est-ce qu'un pyrhéliomètre?
Un pyrhéliomètre est un instrument utilisé pour mesurer le rayonnement solaire direct à un endroit donné. Puisqu'ils doivent être dirigés directement vers le soleil, les pyrhéliomètres sont généralement montés sur un dispositif de suivi qui suit les mouvements du soleil. Une fois que le soleil a pénétré dans le pyrhéliomètre, il est converti en tension électrique par une thermopile. Cette tension peut ensuite être calibrée pour donner aux unités de watts par mètre carré, les unités standard d'irradiance solaire. Les pyrhéliomètres sont utilisés pour la recherche scientifique et pour la mise en place de panneaux solaires.
L'éclairement énergétique solaire est une mesure du flux de rayonnement solaire, ou de l'énergie solaire par unité de temps, par unité de surface. Cela dépend de l'emplacement de la mesure: l'irradiance solaire près de la surface du soleil sera beaucoup plus grande qu'à la distance de la Terre. En fait, l'irradiance solaire varie à la surface de la Terre. Celles-ci dépendent de la quantité d'atmosphère que la lumière du soleil doit pénétrer et, dans une moindre mesure, des différences d'éloignement du soleil. L'éclairement énergétique solaire moyen à la distance de la Terre par rapport à la Terre est d'environ 1 366 watts par mètre carré.
Les pyrhéliomètres positionnés à la surface de la Terre mesurent l'irradiance solaire après sa pénétration dans l'atmosphère. Dans l'atmosphère, de la lumière solaire est dispersée; Ce type de lumière diffuse peut être mesurée par un instrument différent, appelé pyranomètre. La lumière solaire qui n'est pas dispersée pénètre dans le pyrhéliomètre et frappe une thermopile.
Une thermopile est un appareil qui utilise l'effet Seebeck pour créer une tension électrique basée sur les différences de température. L'effet Seebeck fait référence au phénomène où deux métaux différents à des températures différentes produiront un courant électrique lorsqu'ils seront connectés. Dans un pyrhéliomètre, une extrémité de la thermopile fait face au soleil tandis que l'autre reste ombragée. Cet arrangement laissera les deux métaux à des températures différentes et, par conséquent, entraînera un courant de courant dans la thermopile. Lorsque le rayonnement solaire est plus élevé, une tension électrique plus élevée sera mesurée.
Les pyrhéliomètres sont couramment utilisés pour étudier les modifications de la production de rayonnement solaire, telles que le cycle solaire de 11 ans. Le placement et la conception de panneaux solaires sont une autre application du pyrhéliomètre. Différentes parties de la Terre reçoivent différentes quantités d'irradiance solaire. Ces données peuvent être collectées à l'aide de pyrhéliomètres et utilisées pour créer des cartes des niveaux de rayonnement moyens. Les latitudes polaires ont généralement moins de rayonnement solaire entrant, tandis que d'autres régions ont des niveaux plus bas en raison du ciel souvent nuageux. Ces cartes peuvent aider à indiquer où il est judicieux de placer des panneaux solaires.