Un piranómetro es un instrumento diseñado para medir la potencia del calor y la luz del sol. Utilizada principalmente en los campos meteorológicos, la radiación solar se identifica con un piranómetro colocado sobre una superficie plana. El espectro de frecuencia completo de la radiación electromagnética proyectada por el Sol y recibida en la superficie de la Tierra impacta en los sensores dentro del dispositivo, que mide la densidad de las fluctuaciones en el campo completo de 180 grados que rodean al instrumento.
Un piranómetro solar funciona midiendo la cantidad de fotones, pequeñas unidades de luz, que impactan un dispositivo químico o físico dentro del instrumento a lo largo del tiempo. Por lo general, esto es más útil para identificar las longitudes de onda ultravioleta y de luz visible del espectro. Los piranómetros generalmente no tienen alimentación, ya que cada uno de los componentes del sistema reacciona o es influenciado directamente por la radiación solar.
La mayoría de los piranómetros de base química utilizan una solución de sustancias químicas fotorreactivas y sensibles al calor que pueden medir el nivel total de radiación electromagnética. El producto químico en sí requiere un proceso mediante el cual la radiación se puede identificar a partir de la luz absorbida. Esto se conoce como rendimiento cuántico y produce una reacción debido a la falta de luz, lo que hace que cada químico sea útil en el piranómetro. Los ejemplos más comunes de productos químicos utilizados en estos instrumentos incluyen ferrioxalato de potasio, ácido monocloroacético y leucocianuro verde de malaquita.
Los tipos físicos de piranómetros incluyen bolómetros, termopilas y fotodiodos. Los bolómetros utilizan una fina capa de metal adherida a un disipador de calor que mantiene una temperatura constante, lo que permite que el dispositivo reconozca los niveles de radiación solar. Las termopilas convierten el calor en electricidad a través de dispositivos acoplados en serie, midiendo la salida de voltaje para determinar la radiación. Los fotodiodos utilizan una técnica similar para convertir la luz en corriente o voltaje, lo que permite la medición.
El nivel de posible medición en un piranómetro varía según la posición del Sol. Las condiciones ideales son proporcionadas por el sol que está directamente sobre la cabeza, sin embargo, ciertas mediciones se pueden realizar desde diferentes ángulos, siempre que se identifique el impacto de la radiación. Cuando el Sol se encuentra en un ángulo de 90 grados con respecto al instrumento, no se pueden realizar mediciones. La radiación superficial normal, causada por un ángulo del Sol entre 0.5 y 60 grados, se puede medir proporcionalmente. Sin embargo, cuando el Sol alcanza su cenit, directamente encima del dispositivo, la medición es perfectamente precisa.
La mayoría de los piranómetros están equipados con una cúpula de vidrio para garantizar los atributos direccionales adecuados. Esto limita la respuesta entre 300 y 2,800 nanómetros, los parámetros de medición ideales. También tiene propósitos secundarios para preservar el campo completo de 180 grados y proporcionar protección de seguridad.