Registratori di insolazione (eliografi): misurare la durata giornaliera del sole
Un registratore di insolazione (storicamente chiamato eliografo — non confondere con il dispositivo di segnalazione ottica) misura la durata del sole splendente in una località, non l'intensità solare. Registra i periodi in cui l'irraggiamento solare diretto supera una soglia (tipicamente 120-200 W/m²), indicando "sole splendente" vs. radiazione cielo diffusa.
Registratore Campbell-Stokes classico (1853)
- Principio: Sfera di vetro (10 cm di diametro) agisce come lente bruciante, focalizzando la luce solare su una striscia di carta graduata tenuta in una ciotola sferica.
- Funzionamento: I raggi solari bruciano una traccia sulla carta. La lunghezza della traccia ∝ durata del sole splendente.
- Carte: Tre forme per stagioni: lunga (estate), corta (inverno), curva (equinozio). Cambiate ogni giorno al tramonto.
- Lettura: Misura la lunghezza della traccia bruciata rispetto ai segni orari. L'interpretazione umana introduce soggettività.
- Limiti: Sovrastima in condizioni di foschia; perde il sole debole; cambio manuale giornaliero della carta; nessuna output digitale.
Registratori di insolazione elettronici moderni
- Basato su piranometro: Sensore termopila o fotodiodo con anello/sfera di ombreggiatura per isolare il raggio diretto. Algoritmo di soglia (es. >120 W/m² irraggiamento normale diretto) registra i secondi di sole.
- Radiometro a banda rotante (RSR): Alterna misurazioni ombreggiate/non ombreggiate per separare componenti diretto/diffuso.
- Output digitale: RS-232/485, USB, Ethernet, LoRa, cellulare. Si integra con stazioni meteorologiche (Campbell Scientific, Vaisala, Kipp & Zonen, Delta-T).
- Conformità WMO: Standard ISO 9060 / WMO No. 8 per classificazione "durata insolazione" (Classe A/B/C).
Applicazioni
- Reti meteorologiche (climatologia, normali climatici)
- Valutazione risorsa solare (modellazione PV/resa)
- Agricoltura (modellazione colture, evapotraspirazione)
- Progettazione edilizia (illuminazione naturale, solare passivo)
- Turismo/salute (correlazione indice UV)
Distinzione chiave
Durata insolazione (ore di sole diretto) ≠ Irraggiamento solare (W/m², misurato da piranometro/pirieliometro) ≠ Irraggiamento Orizzontale Globale (GHI) (radiazione cielo totale su piano orizzontale). Ognuno serve esigenze analitiche diverse.