Pyrheliometreillä

Pyrheliometrit ovat säteilymittareita, joiden tehtävä on mitata suoraa auringonsäteilyä. Niillä mitataan Direct Normal Irradiance (DNI), eli säteilyn teho yhdellä neliömetrillä kohtisuoraan auringon säteeseen. Pyrheliometreillä käytetään yleensä aurinko seuraavaa tukijärjestelmää, jotta mittaus pysyy suunnattuna auringon suuntaan koko päivän ajan.

Toimintaperiaate perustuu lämpöenergiaan. Usein käytetään thermopile- tai fotovoltaikkimateriaaleja, joiden jännite on suoraan verrannollinen saatuun säteilytehoon. Laite sijoitetaan kapean näkökentän putken sisään, jolloin sen havaintoala on rajoitettu ja havaitsee lähinnä suoran auringonsäteilyn. Näkökulma ja spektrisaledi ovat tyypillisesti standardoidut, jotta tulokset voidaan vertailla mittausverkostoissa. Yleisiä malleja ovat normal incidence pyrheliometer (NIP) ja vastaavat.

Käyttökohteet ja sovellukset kattavat muun muassa DNI:n kartoituksen ja aurinkoenergian resurssin arvioinnin sekä ilmasto- ja säteilytutkimukset. Pyrheliometrejä käytetään usein yhdessä muiden mittareiden kanssa, kuten pyranometreilla, jolloin voidaan erottaa suora ja hajautunut säteily sekä muodostaa kokonaismaaliskuun mittausdataa.

Kalibrointi ja luotettavuus ovat keskeisiä. Absoluuttinen kalibrointi tapahtuu vertaamalla laitteen mittausta extraterrestrielliseen auringon säteilyyn, ottaen huomioon maapallon etäisyyden muutos. SI-traceabilityn varmistaminen parantaa tulosten vertailtavuutta. Tavallinen tarkkuus on noin 1–2 %, riippuen laitteesta ja kalibrointikokemuksesta. Virhelähteitä voivat olla sääolosuhteet, kosinivirhe, näkökulman epäjatkuvuudet sekä laitekalibroinnin ajankohta. Pyrheliometreillä on tärkeä rooli luotettavien DNI-arvojen tarjoamisessa sekä tutkijoiden että aurinkoenergian kehittäjien työkalupakissa.