هنالك حاجة مهمة و ملحة لقياس شدة الإشعاع الشمسي، وأيضا الطاقة التراكمية أثناء فترة سطوع الشمس. علاوة على ذلك تقاس القدرة اللحظية للطاقة الشمسية بالوات في المتر المربع وهي تمثل الطاقة الساقطة عليه في الثانية.
الطاقة التراكمية تعتمد على شدة الإشعاع الشمسي وساعات سطوع الشمس أثناء اليوم. من هذه القياسات يمكن إيجاد متوسط طاقة الإشعاع الشمسي اليومي لكل شهر من شهور السنة بالجول /م2/ يوم أو بالكيلووات ساعة/ م2 /يوم.
1 كيلووات ساعة/ م2 /يوم = 6.3 ميجاجول /م2/ يوم
أجهزة قياس الإشعاع الشمسي
هنالك عدة أجهزة من أهمها:
1. البيرانوميتر (Pyranometer)
مقياس الإشعاع السماوي (أو حرفياً بيرانومتر) هو أحد أنواع أجهزة القياس المستخدمة في الأرصاد الجوية لقياس كمية الاشعاع الكلية التي تصل سطح الأرض بشكل مباشر، (إشعاع شمسي مباشر) أو غير مباشر(إشعاع جوي). أيّ مقياس إشعاع سماوي مثالي لا يتطلّب أيّ طاقة كهربائية لتشغيله.
2. السولاريميتر (Solarimeter)
السولاريميتر هو مقياس بيرانومتر ، وهو نوع من أجهزة القياس المستخدمة لقياس الإشعاع الشمسي المباشر والمنتشر. يقيس السولاريميتر المتكامل الطاقة التي تم إنتاجها من الإشعاع الشمسي بناءً على امتصاص الحرارة بواسطة جسم أسود. تم تطوير مبدأ تصميم هذه الآلة لأول مرة من قبل القس الإيطالي ، الأب أنجيلو بيلاني. اخترع طريقة قياس شدة الأشعاع actinometric method التي تعتمد على التقنيات الفيزيائية والكيميائية.
3. الخلية المرجعية Reference Cell لقياس الإشعاع الشمسي
تم إختراع مقياس الحرارة الكهروضوئي (Reference Cell) Photovoltaic pyranometer في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين بالتزامن مع انتشار الأنظمة الكهروضوئية ، وهو تطور لمقياس بيرانومتر الثنائي الضوئي photodiode pyranometer. لقد استدعت الحاجة إلى خلية ضوئية مرجعية واحدة عند قياس قوة الوحدات والمنظومة الكهروضوئية. على وجه التحديد ، يتم اختبار كل خلية و وحدة نمطية من خلال اختبارات الوميض flash tests من قبل الشركات المصنعة. و نظرا لأن أجهزة قياس الاشعاع الشمسي الحرارية thermopile pyranometers لا تمتلك السرعة الكافية للاستجابة ولا نفس الاستجابة الطيفية للخلية الذي من شأنه أن يخلق عدم تطابق واضح عند قياس القوة ، الأمر الذي يحتاج إلى قياس كمي و هذا هو العمل الذي تقوم به الخلية المرجعية. في الوثائق الفنية للألواح الشمسية ، يُعرف مقياس الحرارة هذا “الخلية المرجعية”.
