Un pyrheliometer est un instrument utilisé pour mesurer le rayonnement solaire direct à un endroit donné. Depuis ils ont besoin pour être pointé directement vers le soleil, les pyrhéliomètres sont montés généralement sur un dispositif de suivi qui suit les mouvements du soleil. Après la lumière solaire entre dans le pyrheliometer, il est converti en une tension électrique par une thermopile. Cette tension peut ensuite être calibrée pour donner unités de watts par mètre carré, l’unité standard de l'irradiance solaire. Les pyrhéliomètres sont utilisés pour la recherche scientifique et pour placer des panneaux solaires.
L’irradiance solaire est une mesure du flux de rayonnement solaire, ou l'énergie solaire par unité de temps et par unité de surface. Il dépend de l'emplacement de l'irradiance solaire de mesure près de la surface du soleil sera beaucoup plus grand que à la distance de la Terre. En fait, il y a des variations de l'irradiance solaire sur la surface de la Terre; celles-ci dépendent de la quantité de lumière du soleil doit pénétrer dans l'atmosphère, et, dans une moindre mesure, les différences de distance du soleil. L'irradiance solaire moyenne à la distance de la Terre du soleil est d'environ 1366 watts par mètre carré.
Les pyrhéliomètres positionnés sur la surface de la Terre mesurent le rayonnement solaire après qu'il pénètre dans l'atmosphère. Dans l'atmosphère, un peu de soleil est diffusée; ce genre de lumière diffuse peut être mesurée par un instrument différent, appelé un pyranomètre. La lumière du soleil qui ne soit pas dispersée entre dans le pyrheliometer et frappe une thermopile.
Une thermopile est un dispositif qui utilise l'effet Seebeck pour créer une tension électrique sur la base de différences de température. L'effet Seebeck se réfère au phénomène par lequel deux métaux différents à différentes températures produisent un courant électrique lorsqu'il est connecté. Dans un pyrheliometer, une extrémité de la thermopile fait face au soleil alors que l'autre extrémité reste ombragée. Cette disposition laisse les deux métaux à des températures différentes et, par conséquent, va conduire à une circulation de courant dans la thermopile. Lorsque le rayonnement solaire est élevé, une tension électrique supérieure sera mesurée.
Les pyrhéliomètres sont communément utilisées pour étudier les variations de la production de rayonnement solaire, tels que le cycle solaire de 11 ans. Une autre application du pyrheliometer est le placement de panneaux solaires et de la conception. Différentes parties de la Terre reçoivent différentes quantités de rayonnement solaire, et ces données peuvent être recueillies par pyrhéliomètres et utilisées pour créer des cartes de niveaux de rayonnement moyen. Les latitudes polaires ont généralement moins le rayonnement solaire entrant, tandis que d'autres ont des niveaux inférieurs en raison de souvent ennuagées. Ces cartes peuvent aider à informer où il est logique de placer des panneaux solaires.