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Solarstrahlung
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Die Sonnenstrahlung ist ein Energiestrom, der von der Sonne in alle Richtungen gleichmäßig ausgesandt wird. Auf die äußere Erdatmosphäre trifft davon eine Leistung von 1,4 kW/m2 (sogenannte Solarkonstante).

Beim Druchdringen der Erdatmosphäre erfährt die Sonnenstrahlung durch Reflexion, Streuung und Absorption an Staubpartikeln und Gasmolekülen eine Schwächung. Solarstrahlung zerfällt somit in zwei Komponenten:
  • die direkte Strahlung - der Teil der Strahlung, die die Atmosphäre ungehindert durchdringt
  • die diffuse Strahlung - der Teil der Sonnenstrahlung, der durch Staubpartikel und Gasmoleküle reflektiert bzw. absorbiert wird und ungerichtet auf die Erdoberfläche auftrifft.

In unseren Breiten liegt die Global- oder Solarstrahlung (die Summe aus direkter und diffuser Sonnenstrahlung) unter optimalen Bedingungen (wolkenloser, klarer Himmel, Mittagszeit) bei max. 1,0 kW/m2. Je nach Kollektortyp können bis zu ca. 75 % der Globalstrahlung in Wärme umgesetzt werden.

Neigung der Kollektoren zur Erdoberfläche
und Abweichung aus der Süd-Richtung

Die Neigung der Kollektoren zur Erdoberfläche ist wichtig für ihre Energieaufnahme. Der optimale Neigungswinkel ist abhängig vom Nutzungszeitraum der Kollektoren, da sich der Sonnenstand im Verlauf des Jahres ändert (Abb. 5). Für Deutschland ist je nach Nutzungszeitraum ein Neigungswinkel von ca. 45° der ideale Kompromiß zwischen Sonnenhöchststand im Sommer (Neigungswinkel 30°) und Sonnentiefststand im Winter (Neigungswinkel 60°). Aufgrund des Sonnenstands am Tag sind Kollektoren möglichst nach Süden auszurichten, um eine optimale Leistungsausbeute zu erzielen. Abweichungen aus der Süd-Richtung bis ca. 20° (Abb.6) haben in den Sommermonaten kaum Einfluß auf die Einstrahlung; über das Jahr gesehen ergeben sich Unterschiede von lediglich ca. 2%.

Foto Flachkollektoren

Foto Röhrenkollektoren

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