Un piranometru este un instrument conceput pentru a măsura puterea căldurii și luminii de la Soare. Folosită în primul rând în domeniile meteorologice, radiația solară este identificată cu un piranometru plasat pe o suprafață plană. Spectrul complet de frecvență al radiațiilor electromagnetice proiectate de Soare și primite pe suprafața Pământului impactează senzorii din interiorul dispozitivului, care măsoară densitatea fluctuațiilor în câmpul complet de 180 de grade din jurul instrumentului.
Un piranometru solar funcționează prin măsurarea numărului de fotoni, unități mici de lumină, care impactează fie un dispozitiv chimic, fie fizic din instrument în timp. De obicei, acest lucru este cel mai ușor util în identificarea lungimilor de undă ale spectrului de lumină ultravioletă și vizibilă. Piranometrele sunt în general nealimentate, deoarece fiecare dintre componentele sistemului fie reacționează la radiația solară, fie este influențată direct de radiația solară.
Majoritatea piranometrelor pe bază de substanțe chimice folosesc o soluție de substanțe chimice fotoreactive și sensibile la căldură care pot măsura nivelul total al radiației electromagnetice. Substanța chimică în sine necesită un proces prin care radiația este identificabilă din lumina absorbită. Acest lucru este cunoscut sub numele de randament cuantic și produce o reacție din cauza lipsei de lumină, făcând fiecare substanță chimică utilă în piranometru. Cele mai comune exemple de substanțe chimice utilizate în aceste instrumente includ ferioxalat de potasiu, acid monocloroacetic și leucocianura verde de malachit.
Tipurile fizice de piranometre includ bolometre, termopile și fotodiode. Bolometrele folosesc un strat subțire de metal atașat de un radiator care menține o temperatură constantă, permițând dispozitivului să recunoască nivelurile de radiație solară. Termopilele convertesc căldura în electricitate prin dispozitive cuplate într-o serie, măsurând tensiunea de ieșire pentru a determina radiația. Fotodiodele folosesc o tehnică similară pentru a converti lumina în curent sau tensiune, permițând măsurarea.
Nivelul de măsurare posibilă într-un piranometru variază în funcție de poziția Soarelui însuși. Condițiile ideale sunt asigurate de Soarele fiind direct deasupra capului, totuși, anumite măsurători pot fi făcute din unghiuri diferite, atâta timp cât impactul radiației este identificat. Când Soarele este situat la un unghi de 90 de grade față de instrument, nu se poate face nicio măsurătoare. Radiația normală de suprafață, cauzată de unghiul Soarelui între 0.5 și 60 de grade, poate fi măsurată proporțional. Cu toate acestea, atunci când Soarele atinge zenitul, direct deasupra dispozitivului, măsurarea este perfect precisă.
Majoritatea piranometrelor sunt echipate cu o cupolă de sticlă pentru a asigura atributele direcționale adecvate. Acest lucru limitează răspunsul la 300 până la 2,800 de nanometri, parametrii ideali de măsurare. De asemenea, are scopuri secundare în păstrarea întregului câmp de 180 de grade și în asigurarea protecției de siguranță.