Passive Mechanismen in der Solarenergie - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 222

Abb. 4.71 Spektraler
Reflexionsgrad unterschied-
licher Bodenformation nach
(Thiemann 2000 )

bei trockenem Boden das Maximum zu großen Wellenlängen hin verschoben ist. Wasser
unterscheidet sich wesentlich von diesem Verhalten und zeigt lediglich ein geringes Refle-
xionsvermögen.
Welche Bedeutung hat nun die Umgebung auf die technische Nutzung der thermischen
Solarenergie? Insbesondere bei niedrigen Sonnenständen ( h < 40°) spielt die diffuse Streu-
ung und damit die Umgebung bei der Gewinnung solarer Energie ein große Rolle. Durch
die Einbeziehung der näheren Kollektorumgebung in eine Effizienzrechnung bei der Aus-
legung wie auch bei der Ausrichtung des Kollektors kann die Effizienz eines solarthermi-
schen Systems nicht unerheblich verbessert werden.

4.5.5 Technische Manipulation des Strahlungstransports

in transparenten Körpern

Beim Übergang elektromagnetischer Wellen durch die Grenzfläche zwischen zwei Medien
mit unterschiedlichem Brechungsindex wird in den meisten Fällen ein Teil der Strahlung
reflektiert. Für den Übergang n 1 < n 2 (mit n 1 als Umgebungsmedium Luft und n 2 als Subs-
tratmaterial) gilt, je größer der Brechzahlunterschied und je größer der Einfallswinkel θ 1 ,
desto mehr Strahlung des einfallenden Lichtes wird an der Grenzfläche reflektiert. Wie man
an dem Beispiel ohne Absorption gesehen hat, ergibt sich bei einer Paarung n 2 / n 1 = 1.5/1
bei senkrechter Einstrahlung eine Reflexion bei senkrechtem Einfall ( θ 1 = 0°) von 4 % und
bei θ 1 = 60° bereits von 9 %, also ein mehr als doppelt so großer Reflexionsverlust.
Für eine Vielzahl von optischen Systemen ist es wünschenswert die auftretende Refle-
xion zu verringern. Im Fall des Kollektors sollte die Intensitätsschwächung des einfallenden
Strahls durch die Glasabdeckung möglichst gering gehalten werden. Aber auch in anderen
Bereichen sind die Reflexionen störend. Mit Hilfe von Antireflexionsschichten können
zum Beispiel bei Brillengläsern und Abdeckungen störende Reflexe vermindert werden,
wodurch eine Erhöhung der Funktionsfähigkeit erzielt wird. Zur Entspiegelung und somit
zur Erhöhung der Transparenz sind verschiedene technische Maßnahmen bekannt, die
jeweils unterschiedlichen Einfluss auf die Reflexionseigenschaften an den Grenzflächen
nehmen. Diese sollen in diesem Zusammenhang diskutiert werden.