Che cos’è un Piranometro?

Un piranometro è uno strumento di misura della radiazione solare basato sul principio della termopila, più in particolare sull’effetto Seeback.

Piranometri stazione meteo a Roma

Il piranometro è lo strumento standard nella misura della radiazione solare per il monitoraggio delle condizioni meteo e per applicazioni di ricerca ad elevata accuratezza; alcune volte è utilizzato anche per la valutazione della produttività di impianti fotovoltaici, tuttavia per quest’ultima applicazione i sensori a cella al silicio come Sunmeter e Litemeter (che sono basati su celle come quelle dei moduli fotovoltaici) , risultano più adatti per impianti con moduli fotovoltaici piani. Alcuni modelli particolari di piranometri sono adatti per il monitoraggio di impianti a concentrazione (C.S.P.).

Il piranometro è lo strumento preposto alla misura della radiazione solare globale, e con qualche accorgimento può essere utilizzato per la misura della sola radiazione solare diffusa o all‘albero.

Qual è la differenza fra un solarimetro e un piranometro?

Tutti i solarimetri sono anche tipi di piranometri.

Se siete bravi in greco antico, sicuramente saprete che pir significa fuoco, ano da sopra, e metro misurazione.

Quindi un pir-ano-metro misura “il fuoco dal di sopra” — la luce del sole.

Parlando in generale, i piranometri thermopile misurano la luce del sole in base a quanto calore generano; quelli fotovoltaici misurano la luce in base alla quantità di elettricità che generano.

L’effetto Seeback

L’effetto Seeback si basa sul principio della termoelettricità, andando a collegare due materiali semiconduttori drogati in maniera differente e opposta (uno crea un eccesso di elettroni nel materiale l’altro un difetto), unendoli con due giunti, e mantenendo le due giunzioni a temperatura diversa, si viene a creare una differenza di potenziale tra le due giunzioni che è l’effetto seeback.

Andando a misurare la tensione ed essendo nota una delle due temperature è possibile determinare univocamente la temperatura dell’altro giunto.

Piranometri e piranometri modificati per la misura della radiazione UV

Un piranometro, è costituito da una grande quantità di termopile poste in serie, uno dei due giunti, il giunto caldo, è esposto alla radiazione solare mentre il giunto freddo è in ombra, in questo modo andando a monitorare la differenza di potenziale tra le due giunzioni, e la temperatura del giunto freddo è possibile conoscere la temperatura del giunto caldo e quindi la radiazione che irradia il sensore.

Grazie a questa soluzione applicativa il piranometro risulta in grado di assorbire lo spettro della radiazione solare in maniera completa, in quanto la sensibilità di una termocoppia è tra i 300 e i 2800 nm, ha un angolo di vista di 180° e non richiede di essere connesso alla rete elettrica in quanto genera la potenza che gli serve per funzionare grazie al principio stesso della termopila, anche se il suo segnale è molto debole e perciò vulnerabile ai disturbi elettrici ed elettromagnetici.

I piranometri sono soggetti a tutta una serie di errori, I principali sono l’effetto cosinusoidale, dovuto alla riflessione di una parte della radiazione da parte delle cupoline di vetro e del sensore,.l’errore di offset dovuto all’emissione di energia radiante da parte del sensore verso la volta celeste e l’effetto di temperatura, dovuto all’aumento delle temperatura dello strumento stesso e delle temocoppie.

Per cosa viene usato?

I piranometri sono usati per:

  • Il monitoraggio di impianti fotovoltaici.
  • La valutazione degli investimenti legati all’energia solare.
  • In meteorologia – più specificatamente per identificare quali pattern climatici una determinata zona si possa aspettare in un futuro vicino.
  • Per studiare il cambiamento climatico
  • In agricultura

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