Un pireliometro è uno strumento utilizzato per misurare la radiazione solare diretta in un determinato luogo. Poiché devono essere puntati direttamente verso il sole, i pireliometri sono generalmente montati su un dispositivo di tracciamento che segue i movimenti del sole. Dopo che la luce solare entra nel pireliometro, viene convertita in una tensione elettrica da una termopila. Questa tensione può quindi essere calibrata per fornire unità di watt per metro quadrato, le unità standard di irraggiamento solare. I pireliometri vengono utilizzati per la ricerca scientifica e per il posizionamento di pannelli solari.
L’irradiamento solare è una misura del flusso di radiazione solare, o l’energia solare per unità di tempo, per unità di superficie. Dipende dalla posizione della misurazione: l’irradiazione solare vicino alla superficie del sole sarà molto più grande che alla distanza della Terra. In effetti, ci sono variazioni nell’irraggiamento solare attraverso la superficie della Terra; questi dipendono dalla quantità di atmosfera che la luce solare deve penetrare e, in misura minore, dalle differenze di distanza dal sole. L’irraggiamento solare medio alla distanza della Terra dal sole è di circa 1,366 watt per metro quadrato.
Pireliometri posizionati sulla superficie terrestre misurano l’irraggiamento solare dopo che è penetrato nell’atmosfera. Nell’atmosfera, un po’ di luce solare è dispersa; questo tipo di luce solare diffusa può essere misurato da uno strumento diverso, chiamato piranometro. La luce solare non dispersa entra nel pireliometro e colpisce una termopila.
Una termopila è un dispositivo che utilizza l’effetto Seebeck per creare una tensione elettrica in base alle differenze di temperatura. L’effetto Seebeck si riferisce al fenomeno in cui due metalli diversi a temperature diverse produrranno una corrente elettrica quando collegati. In un pireliometro, un’estremità della termopila è rivolta verso il sole mentre l’altra estremità rimane all’ombra. Questa disposizione lascerà i due metalli a temperature diverse e, quindi, porterà ad un flusso di corrente nella termopila. Quando l’irraggiamento solare è maggiore, verrà misurata una tensione elettrica maggiore.
I pireliometri sono comunemente usati per studiare i cambiamenti nell’emissione di radiazione solare, come il ciclo solare di 11 anni. Un’altra applicazione del pireliometro è il posizionamento e il design del pannello solare. Diverse parti della Terra ricevono diverse quantità di irraggiamento solare e questi dati possono essere raccolti da pireliometri e utilizzati per creare mappe dei livelli medi di radiazione. Le latitudini polari hanno generalmente meno radiazione solare in entrata, mentre altre aree hanno livelli più bassi a causa dei cieli spesso nuvolosi. Queste mappe possono aiutare a informare dove ha senso posizionare i pannelli solari.