Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 211

Damit wird bei einem Winkel von θ 1 = 60° bereits ein Anteil von 7.5 % der einfallenden
Strahlungsintensität reflektiert, während nur ungefähr 92 % die Scheibe passieren und für
einen Absorber zur Umsetzung in thermische Energie zur Verfügung stehen.
Ein analoges Vorgehen lässt sich auch für den Fall mehrerer parallel zueinander ange-
ordneter Scheiben durchführen. Sofern keine Absorption innerhalb der Scheiben erfolgt,
kann man folgende Gleichung ableiten:

= 1
2

1 − ρ p 1 − ρ s

τ .

+

(4.194)

1 + (2 N

− 1) ρ p

1 + (2 N

− 1) ρ s

Betrachtet man beispielsweise erneut den senkrechten Einfall von Licht ( θ 1 = 0°) aus der
Luft auf eine Doppelscheibe, so erhält man für den für den Transmissionskoeffizienten:

= 0) = 1
2

1 − ρ p 1 − ρ s

= 1
2

1 − 0
1 + 0

+ 1 −

ρ s ( θ = 0)

τ ( θ + = 0 . 85 .

1 + ρ p 1 + (2 N − 1) ρ s 1 + 3 · ρ s ( θ = 0)

(4.195)

Die bedeutet bereits einen Intensitätsverlust von ca. 15 % für ein ideales Glas ohne Ab-
sorption. Eine Abweichung des Eintrittswinkels vom senkrechten Eintritt führt zu einem
weiteren Lichtintensitätsverlust. Bei einem Einfallswinkel von θ 2 = 37.57° ergibt sich für
zwei Scheiben ohne jegliche Absorption nur noch ein Gesamttransmissionskoeffizienten
von τ( θ 1 = 60°) = 0.76. Das Ergebnis der Betrachtung idealer Glasscheiben zeigt, dass die
nach einer Glasscheibe verfügbare Intensität sensibel bezüglich des Brechungsindexes und
Einfallswinkels ist und selbst ohne Absorption bereits ein deutlicher Intensitätsverlust auf-
treten kann. Da die Absorption ein passiver Dämpfungsprozess ist müssen Gläser in solar-
thermischen Systeme eine kleine Absorption aufweisen; gleichzeitig ist auf eine möglichst
senkrechte Einstrahlung zu achten. Die Abb. 4.59 stellt den Gesamttransmissionskoeffizi-
enten τ als Funktion des Einfallswinkels θ 1 für eine unterschiedliche Anzahl parallel hin-
tereinander angeordneter idealer absorptionsfreier Scheiben dar. Als Brechungsindex für
die Gläser wurde ein Wert von n 2 = 1.526 angesetzt.
Im Regelfall erfolgt beim Durchtritt des Lichts durch einen Körper eine teilweise Ab-
sorption im transparenten Material selbst, wobei die Intensität des Lichtstrahls reduziert
wird. Diese Schwächung (oder Extinktion) der Strahlungsintensität ist eine Funktion der
Weglänge, den der Strahl durch das Material zurücklegt. An den Grenzflächen des Ma-
terials tritt erneut eine Reflexion und eine Transmission wie im idealen Fall auf. Die im
transparenten Körper beim Durchlaufen des Strahls absorbierte Intensität i kann in fol-
gender Weise beschrieben werden:

di
dx

= − µ · i ( x ), (4.196)

in der µ der vom Material abhängige Absorptionskoeffizient ist. Der Absorptionskoeffizi-
ent wird oft auch als Extinktionskoeffizient bezeichnet. Er hängt wesentlich von der Kon-