O que é um piranômetro?

Um piranômetro é um instrumento projetado para medir a potência do calor e da luz do sol. Utilizada principalmente nos campos meteorológicos, a radiação solar é identificada com um piranômetro colocado em uma superfície plana. O espectro de frequência total da radiação eletromagnética projetada pelo Sol e recebida na superfície da Terra afeta os sensores dentro do dispositivo, que medem a densidade das flutuações no campo total de 180 graus ao redor do instrumento.

Um piranômetro solar funciona medindo o número de fótons, pequenas unidades de luz, que afetam um dispositivo químico ou físico dentro do instrumento ao longo do tempo. Geralmente, isso é mais facilmente útil na identificação dos comprimentos de onda da luz ultravioleta e visível do espectro. Os piranômetros geralmente não têm energia, pois cada um dos componentes do sistema reage ou é influenciado diretamente pela radiação solar.

A maioria dos piranômetros baseados em produtos químicos usa uma solução de produtos químicos foto-reativos e sensíveis ao calor que podem medir o nível total de radiação eletromagnética. O produto químico em si requer um processo pelo qual a radiação é identificável a partir da luz absorvida. Isso é conhecido como rendimento quântico e produz uma reação devido à falta de luz, tornando cada produto químico útil no piranômetro. Os exemplos mais comuns de produtos químicos usados ​​nesses instrumentos incluem ferrioxalato de potássio, ácido monocloroacético e leucocianeto verde de malaquita.

Os tipos físicos de piranômetros incluem bolômetros, termopilhas e fotodiodos. Os bolômetros usam uma fina camada de metal presa a um dissipador de calor que mantém uma temperatura constante, permitindo que o dispositivo reconheça os níveis de radiação solar. As termopilhas convertem calor em eletricidade através de dispositivos acoplados em uma série, medindo a tensão de saída para determinar a radiação. Os fotodiodos usam uma técnica semelhante para converter luz em corrente ou tensão, permitindo a medição.

O nível de medição possível em um piranômetro varia de acordo com a posição do próprio Sol. As condições ideais são fornecidas diretamente pelo Sol, no entanto, certas medidas podem ser feitas de diferentes ângulos, desde que o impacto da radiação seja identificado. Quando o Sol está localizado em um ângulo de 90 graus do instrumento, nenhuma medida pode ser feita. A radiação normal da superfície, causada pelo ângulo do Sol entre 0,5 e 60 graus, pode ser medida proporcionalmente. No entanto, quando o Sol atinge seu auge, diretamente acima do dispositivo, a medição é perfeitamente precisa.

A maioria dos piranômetros é equipada com uma cúpula de vidro para garantir os atributos direcionais adequados. Isso limita a resposta entre 300 e 2.800 nanômetros, os parâmetros ideais de medição. Ele também tem fins secundários em preservar todo o campo de 180 graus e fornecer proteção de segurança.