Solar Simulation

Grundlage aller solartechnischer Auslegungen bildet die Beurteilung und Erfassung der Sonneneinstrahlung.

Die Globalstrahlung setzt sich aus der direkten und der diffusen Sonnenstrahlung zusammen – hierzu gibt es eine Vielzahl an Beiträgen im Internet.

Die Angaben sind zu unterscheiden zwischen der Einstrahlung auf eine horizontale Fläche oder als Flächennormale, d.h. Einstrahlung zu einer genau senkrecht ausgerichteten Fläche.

Aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften der diffusen und der direkten Strahlung müssen für sämtliche Berechnungen und Auslegungen diese beiden Sonnenstrahlungsanteile getrennt berechnet und betrachtet werden.

Für den Berliner Raum liegt die jährliche Globalstrahlung auf horizontale Flächen bei ca. 1005 kWh/m²a gemäß DIN 4710 (Stand 2003), wobei der direkte Anteil auf horizontale Flächen rund 450 kWh/m²a ausmacht, die Höhe des diffusen Anteils entspricht der Differenz der beiden. Im diffusen Anteil ist hier auch der Anteil an bewölkten bzw. bedeckten Tagen des Gesamtjahres enthalten. Unter Berücksichtigung des Sonnenstandes im jeweiligen Monat, der mittleren Sonnenscheindauer im Monats- und Tagesverlauf entspricht die direkte horizontale Einstrahlung einer direkten Einstrahlung in der Flächennormalen von ca. 770 kWh/m²a.

Schon der Vergleich dieser 2 Werte für die direkte Einstrahlung lässt erkennen, welches Potential durch eine optimale Ausrichtung der Sonnenkollektoren zu nutzen möglich ist. Sind die Kollektoren so installiert, dass die Sonne möglichst immer senkrecht auf diese einfällt, so kann erheblich mehr Sonnenenergie genutzt werden als bei ungünstiger Ausrichtung.

Soll eine möglichst gleichmäßige Solarenergienutzung über das ganze Jahr gewährleistet sein, so muss die Anlage in unseren Breiten insbesondere auf die kalte Jahreszeit optimiert werden.