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Suponho que equacionou usar um deles em alternativa ao desenho a que chegou. Quais as desvantagens?

Fiz umas experiências, não com os sensores que descreve, mas com um aqueles cujo output é em LUX, e o resultado é desastroso (mais ou menos o que a Fine Offset faz e depois tenta concerter para W/m2 usando a uma formula só válida para o comprimento de onda que corresponde à luz verde.

À primeira vista diria que TSLxxx e tal como referem se destinam principalmente a medir intensidade luminosa (cuja unidade SI é a candela) mas olhando no datasheet surgem algumas duvidas interessantes, pois é frequentemente utilizado o termo "irradiance".
A sensibilidade espectral tambem é muito interessante.

Não sou um especialista na materia, mas existe uma forma muito simples de saber se este tipo de sensores podem ser utilizados para este fim ou não: compar uns poucos, ligá-los a um Arduino e e sobrepor em tempo real um gráfico com as suas leituras a um gráfico dos valores maximos teóricos da radiação solar para o local em teste. Se o comportamento apresentar uma curva semelhante, é possível que possa ser usado em substituição da célula solar.
Agora isto é um teste que pelas razões obvias só poderá ser feito em dias de sol pleno e sem nuvens.

Fiquei interessado em testar a coisa... tem alguma ideia onde se possam arranjar umas unidades desses TSLxxx?

Editado: Pelo menos o TSL12S-LF existe no ebay.