Wat is een pyrheliometer?
Een pyrheliometer is een instrument dat wordt gebruikt om de directe zonnestraling op een bepaalde locatie te meten. Omdat ze direct op de zon moeten worden gericht, worden pyrheliometers meestal op een volgapparaat gemonteerd dat de bewegingen van de zon volgt. Nadat zonlicht de pyrheliometer is binnengekomen, wordt het omgezet in een elektrische spanning door een thermozuil. Deze spanning kan vervolgens worden gekalibreerd om eenheden van watt per vierkante meter te geven, de standaard eenheden van zonnestraling. Pyrheliometers worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek en voor het plaatsen van zonnepanelen.
Zonnestraling is een maat voor de flux van zonnestraling, of de zonne-energie per tijdseenheid, per oppervlakte-eenheid. Het hangt af van de meetlocatie - de zonnestraling nabij het oppervlak van de zon zal veel groter zijn dan op de afstand van de aarde. In feite zijn er variaties in zonnestraling over het aardoppervlak; deze zijn afhankelijk van de hoeveelheid atmosfeerzonlicht die moet doordringen en, in mindere mate, verschillen in afstand tot de zon. De gemiddelde zonnestraling op de afstand van de aarde tot de zon is ongeveer 1366 watt per vierkante meter.
Pyrheliometers op het aardoppervlak meten de zonnestraling nadat deze de atmosfeer is binnengedrongen. In de atmosfeer is wat zonlicht verstrooid; dit soort diffuus zonlicht kan worden gemeten met een ander instrument, een pyranometer genaamd. Het niet-verspreide zonlicht komt de pyrheliometer binnen en raakt een thermozuil.
Een thermozuil is een apparaat dat het Seebeck-effect gebruikt om een elektrische spanning te creëren op basis van temperatuurverschillen. Het Seebeck-effect verwijst naar het fenomeen waarbij twee verschillende metalen bij verschillende temperaturen een elektrische stroom produceren wanneer ze worden aangesloten. In een pyrheliometer kijkt het ene uiteinde van de thermozuil naar de zon, terwijl het andere uiteinde in de schaduw blijft. Deze opstelling zal de twee metalen bij verschillende temperaturen laten en zal daarom leiden tot een stroom van stroom in de thermozuil. Wanneer de zonnestraling hoger is, wordt een hogere elektrische spanning gemeten.
Pyrheliometers worden vaak gebruikt om veranderingen in de output van zonnestraling, zoals de 11-jarige zonnecyclus, te bestuderen. Een andere toepassing van de pyrheliometer is plaatsing en ontwerp van zonnepanelen. Verschillende delen van de aarde ontvangen verschillende hoeveelheden zonnestraling en deze gegevens kunnen worden verzameld door pyrheliometers en worden gebruikt om kaarten met gemiddelde stralingsniveaus te maken. Polaire breedtegraden hebben over het algemeen minder binnenkomende zonnestraling, terwijl andere gebieden lagere niveaus hebben vanwege de vaak bewolkte lucht. Deze kaarten kunnen helpen informatie te geven waar het zinvol is om zonnepanelen te plaatsen.