Το πυρηλιόμετρο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας σε μια δεδομένη θέση. Δεδομένου ότι πρέπει να είναι στραμμένα απευθείας στον ήλιο, τα πυρηλιόμετρα συνήθως τοποθετούνται σε μια συσκευή παρακολούθησης που ακολουθεί τις κινήσεις του ήλιου. Αφού το ηλιακό φως εισέλθει στο πυρηλιόμετρο, μετατρέπεται σε ηλεκτρική τάση από ένα θερμοσίφωνο. Αυτή η τάση μπορεί στη συνέχεια να βαθμονομηθεί για να δώσει μονάδες watt ανά τετραγωνικό μέτρο, τις τυπικές μονάδες ηλιακής ακτινοβολίας. Τα πυρηλιόμετρα χρησιμοποιούνται για επιστημονική έρευνα και για τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών.
Η ηλιακή ακτινοβολία είναι ένα μέτρο της ροής της ηλιακής ακτινοβολίας ή της ηλιακής ενέργειας ανά μονάδα χρόνου, ανά μονάδα επιφάνειας. Εξαρτάται από τη θέση της μέτρησης – η ηλιακή ακτινοβολία κοντά στην επιφάνεια του ήλιου θα είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στην απόσταση της Γης. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν παραλλαγές στην ηλιακή ακτινοβολία σε όλη την επιφάνεια της Γης. Αυτά εξαρτώνται από την ποσότητα της ατμόσφαιρας που πρέπει να διαπεράσει το ηλιακό φως και, σε μικρότερο βαθμό, από τις διαφορές στην απόσταση από τον ήλιο. Η μέση ηλιακή ακτινοβολία στην απόσταση της Γης από τον ήλιο είναι περίπου 1,366 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο.
Πυρηλιόμετρα τοποθετημένα στην επιφάνεια της Γης μετρούν την ηλιακή ακτινοβολία αφού διεισδύσει στην ατμόσφαιρα. Στην ατμόσφαιρα, κάποιο φως του ήλιου είναι διάσπαρτο. Αυτό το είδος διάχυτου ηλιακού φωτός μπορεί να μετρηθεί με ένα διαφορετικό όργανο, που ονομάζεται πυρανόμετρο. Το φως του ήλιου που δεν διασκορπίζεται μπαίνει στο πυρηλιόμετρο και χτυπά ένα θερμοπήλαιο.
Το thermobile είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί το φαινόμενο Seebeck για να δημιουργήσει μια ηλεκτρική τάση με βάση τις διαφορές θερμοκρασίας. Το φαινόμενο Seebeck αναφέρεται στο φαινόμενο όπου δύο διαφορετικά μέταλλα σε διαφορετικές θερμοκρασίες θα παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα όταν συνδέονται. Σε ένα πυρηλιόμετρο, το ένα άκρο του θερμοστοιχείου είναι στραμμένο προς τον ήλιο ενώ το άλλο άκρο παραμένει σκιασμένο. Αυτή η διάταξη θα αφήσει τα δύο μέταλλα σε διαφορετικές θερμοκρασίες και, ως εκ τούτου, θα οδηγήσει σε ροή ρεύματος στο θερμοπολικό. Όταν η ηλιακή ακτινοβολία είναι υψηλότερη, θα μετρηθεί υψηλότερη ηλεκτρική τάση.
Τα πυρηλιόμετρα χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μελέτη αλλαγών στην παραγωγή ηλιακής ακτινοβολίας, όπως ο 11ετής ηλιακός κύκλος. Μια άλλη εφαρμογή του πυρηλιόμετρου είναι η τοποθέτηση και ο σχεδιασμός ηλιακών πάνελ. Διαφορετικά μέρη της Γης δέχονται διαφορετικές ποσότητες ηλιακής ακτινοβολίας και αυτά τα δεδομένα μπορούν να συλλεχθούν από πυρηλιόμετρα και να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία χαρτών με τα μέσα επίπεδα ακτινοβολίας. Τα πολικά γεωγραφικά πλάτη έχουν γενικά λιγότερη εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία, ενώ άλλες περιοχές έχουν χαμηλότερα επίπεδα λόγω των συχνά συννεφιασμένων ουρανών. Αυτοί οι χάρτες μπορούν να σας βοηθήσουν να ενημερώσετε πού είναι λογικό να τοποθετήσετε ηλιακούς συλλέκτες.