O que é um pireliômetro?

Um pireliômetro é um instrumento usado para medir a radiação solar direta em um determinado local. Como eles precisam ser apontados diretamente para o sol, os pireliômetros são tipicamente montados em um dispositivo de rastreamento que segue os movimentos do sol. Depois que a luz solar entra no pireliômetro, ela é convertida em voltagem elétrica por uma termopilha. Essa tensão pode então ser calibrada para fornecer unidades de watts por metro quadrado, as unidades padrão de irradiância solar. Os pireliômetros são usados ​​para pesquisas científicas e para a colocação de painéis solares.

A irradiância solar é uma medida do fluxo de radiação solar, ou a energia solar por unidade de tempo, por unidade de área. Depende da localização da medição - a irradiância solar perto da superfície do sol será muito maior do que à distância da Terra. De fato, existem variações na irradiância solar através da superfície da Terra; estes dependem da quantidade de atmosfera que a luz solar deve penetrar e, em menor grau, das diferenças de distância do sol. A irradiância solar média à distância da Terra do sol é de cerca de 1.366 watts por metro quadrado.

Os pireliômetros posicionados na superfície da Terra medem a irradiância solar depois que ela penetra na atmosfera. Na atmosfera, alguma luz solar é dispersa; esse tipo de luz solar difusa pode ser medido por um instrumento diferente, chamado piranômetro. A luz do sol que não está espalhada entra no pireliômetro e atinge uma termopilha.

Uma termopilha é um dispositivo que usa o efeito Seebeck para criar uma tensão elétrica com base nas diferenças de temperatura. O efeito Seebeck se refere ao fenômeno em que dois metais diferentes a diferentes temperaturas produzem uma corrente elétrica quando conectados. Em um pireliômetro, uma extremidade da termopilha está voltada para o sol enquanto a outra extremidade permanece sombreada. Esse arranjo deixará os dois metais em temperaturas diferentes e, portanto, levará a um fluxo de corrente na termopilha. Quando a irradiância solar é maior, uma tensão elétrica mais alta será medida.

Os pireliômetros são comumente usados ​​para estudar mudanças na produção de radiação solar, como o ciclo solar de 11 anos. Outra aplicação do pireliômetro é a colocação e o design do painel solar. Diferentes partes da Terra recebem diferentes quantidades de irradiância solar, e esses dados podem ser coletados por pireliômetros e usados ​​para criar mapas de níveis médios de radiação. As latitudes polares geralmente têm menos radiação solar recebida, enquanto outras áreas têm níveis mais baixos devido ao céu frequentemente nublado. Esses mapas podem ajudar a informar onde faz sentido colocar painéis solares.