Co to jest pirheliometr?
Pirheliometr to przyrząd służący do pomiaru bezpośredniego promieniowania słonecznego w danym miejscu. Ponieważ muszą być skierowane bezpośrednio na słońce, pirheliometry są zwykle montowane na urządzeniu śledzącym, które podąża za ruchami słońca. Po wejściu światła słonecznego do pirheliometru zostaje ono przekształcone w napięcie elektryczne za pomocą termopala. Napięcie to można następnie skalibrować w celu uzyskania jednostek watów na metr kwadratowy, standardowych jednostek natężenia promieniowania słonecznego. Pirheliometry służą do badań naukowych i do umieszczania paneli słonecznych.
Napromieniowanie słoneczne jest miarą strumienia promieniowania słonecznego lub energii słonecznej na jednostkę czasu, na jednostkę powierzchni. Zależy to od miejsca pomiaru - natężenie promieniowania słonecznego w pobliżu powierzchni Słońca będzie znacznie większe niż w odległości Ziemi. W rzeczywistości istnieją różnice w natężeniu promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi; zależą one od ilości atmosfery, jaką światło słoneczne musi przeniknąć, oraz, w mniejszym stopniu, różnic w odległości od słońca. Średnie natężenie promieniowania słonecznego w odległości Ziemi od Słońca wynosi około 1366 watów na metr kwadratowy.
Pirheliometry umieszczone na powierzchni Ziemi mierzą natężenie promieniowania słonecznego po jego przeniknięciu do atmosfery. W atmosferze rozproszone jest pewne światło słoneczne; tego rodzaju rozproszone światło słoneczne można zmierzyć za pomocą innego przyrządu, zwanego piranometrem. Światło słoneczne, które nie jest rozproszone, dostaje się do pirheliometru i uderza w stos termiczny.
Stos termiczny to urządzenie, które wykorzystuje efekt Seebecka do wytworzenia napięcia elektrycznego na podstawie różnic temperatur. Efekt Seebecka odnosi się do zjawiska, w którym dwa różne metale w różnych temperaturach wytwarzają prąd elektryczny po podłączeniu. W pirheliometrze jeden koniec stosu termicznego jest skierowany w stronę słońca, a drugi koniec pozostaje zacieniony. Taki układ pozostawi dwa metale w różnych temperaturach, a zatem doprowadzi do przepływu prądu w termopale. Gdy natężenie promieniowania słonecznego jest wyższe, zmierzone zostanie wyższe napięcie elektryczne.
Pirheliometry są powszechnie używane do badania zmian mocy promieniowania słonecznego, takich jak 11-letni cykl słoneczny. Innym zastosowaniem pirheliometru jest umieszczenie i konstrukcja panelu słonecznego. Różne części Ziemi otrzymują różne ilości promieniowania słonecznego, a dane te mogą być gromadzone przez pirheliometry i wykorzystywane do tworzenia map średnich poziomów promieniowania. Szerokości biegunowe generalnie mają mniejsze przychodzące promieniowanie słoneczne, podczas gdy inne obszary mają niższe poziomy z powodu często zachmurzonego nieba. Mapy te mogą pomóc w określeniu, gdzie sensowne jest umieszczenie paneli słonecznych.