Che cos'è un pireliometro?
Un pireliometro è uno strumento utilizzato per misurare la radiazione solare diretta in una determinata posizione. Poiché devono essere puntati direttamente verso il sole, i pireliometri sono generalmente montati su un dispositivo di localizzazione che segue i movimenti del sole. Dopo che la luce solare entra nel pireliometro, viene convertita in una tensione elettrica da una termopila. Questa tensione può quindi essere calibrata per fornire unità di watt per metro quadrato, le unità standard di irraggiamento solare. I pireliometri sono utilizzati per la ricerca scientifica e per il posizionamento di pannelli solari.
L'irradiazione solare è una misura del flusso di radiazione solare o dell'energia solare per unità di tempo, per unità di area. Dipende dalla posizione della misurazione: l'irraggiamento solare vicino alla superficie del sole sarà molto più grande che alla distanza della Terra. In effetti, ci sono variazioni nell'irradiazione solare attraverso la superficie della Terra; questi dipendono dalla quantità di atmosfera che la luce solare deve penetrare e, in misura minore, dalle differenze di distanza dal sole. L'irraggiamento solare medio alla distanza della Terra dal sole è di circa 1.366 watt per metro quadrato.
I pireliometri posizionati sulla superficie terrestre misurano l'irradiazione solare dopo che penetra nell'atmosfera. Nell'atmosfera, un po 'di luce solare è diffusa; questo tipo di luce solare diffusa può essere misurato da uno strumento diverso, chiamato piranometro. La luce solare non dispersa entra nel pireliometro e colpisce una termopila.
Una termopila è un dispositivo che utilizza l'effetto Seebeck per creare una tensione elettrica basata sulle differenze di temperatura. L'effetto Seebeck si riferisce al fenomeno in cui due metalli diversi a temperature diverse produrranno una corrente elettrica quando collegati. In un pireliometro, un'estremità della termopila è rivolta verso il sole mentre l'altra estremità rimane ombreggiata. Questa disposizione lascerà i due metalli a temperature diverse e, pertanto, porterà a un flusso di corrente nella termopila. Quando l'irradiazione solare è maggiore, verrà misurata una tensione elettrica più elevata.
I pireliometri sono comunemente usati per studiare i cambiamenti nell'emissione di radiazione solare, come il ciclo solare di 11 anni. Un'altra applicazione del pireliometro è il posizionamento e il design del pannello solare. Parti diverse della Terra ricevono quantità diverse di irraggiamento solare e questi dati possono essere raccolti dai pireliometri e utilizzati per creare mappe dei livelli medi di radiazione. Le latitudini polari hanno generalmente meno radiazioni solari in arrivo, mentre altre aree hanno livelli più bassi a causa del cielo spesso nuvoloso. Queste mappe possono aiutare a informare dove ha senso posizionare i pannelli solari.