Gli eliostati sono strumenti scientifici che utilizzano uno specchio per riflettere la luce del sole in una direzione specifica. Poiché la posizione del sole rispetto alla Terra cambia durante il giorno, la maggior parte degli eliostati ha una sorta di meccanismo integrato per tracciare questo movimento. Quelli semplici utilizzano un normale meccanismo a orologeria per seguire il sole, mentre gli eliostati più complessi includono inseguitori che rilevano la posizione del sole nel cielo o incorporano un software di microelaborazione che compensa l’angolo del sole durante l’anno solare.
La parola eliostato è un composto della parola greca per “sole”, helios, e la parola per “fermo” o “fermo”, stat, e sembra sia stata coniata a metà del XVIII secolo. Come per molte invenzioni scientifiche di quel periodo, il dispositivo è stato attribuito a un certo numero di inventori, rendendo poco chiaro chi ne sia effettivamente responsabile. L’uso più frequente degli eliostati nel XVIII secolo era per osservazioni astronomiche ed esperimenti ottici. Nel XX secolo, le serie di specchi sono state utilizzate in una serie di applicazioni per lo più scientifiche, tra cui la generazione di elettricità, l’astronomia, l’architettura e l’illuminazione solare.
In un certo senso, l’eliostato funziona come il girasole, che segue il movimento del sole nel cielo per massimizzare l’esposizione. Gli eliostati meccanici funzionano in modo simile e di solito con lo stesso obiettivo finale di sfruttare l’energia del sole. L’eliostato più elementare prevede un meccanismo a orologeria girevole con uno specchio posizionato su di esso per seguire il progresso del sole nel cielo e riflettere la sua luce fino a un punto prestabilito. In un ambiente di laboratorio, dove il dispositivo può essere spostato per compensare i cambiamenti nell’angolo del sole, questo tipo di dispositivo è adeguato. Eliostati automatizzati più complessi utilizzano software e sensori per orientarsi in relazione al sole. Le aziende che vendono eliostati per fornire accenti di illuminazione architettonica o soluzioni di illuminazione integrale di solito li offrono con microprocessori incorporati in grado di calcolare algoritmi di posizionamento solare.
Enormi schiere di eliostati che riflettono la luce in luoghi e sistemi di distribuzione specifici possono essere trovati in grattacieli, fattorie a energia solare, come effetti architettonici sulle strutture di tutto il mondo e in molti laboratori di astronomia. L’uso di eliostati in architettura è in crescita, poiché la luce solare è un’illuminazione ambientale efficace, gratuita e piacevole. Nei laboratori, gli eliostati vengono utilizzati per le osservazioni solari, comprese le misurazioni della radiazione solare, nonché per la produzione di energia, la generazione di calore e altre applicazioni. Molti laboratori hanno anche siderostati, progettati per tracciare stelle diverse dal sole.