Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 27

Abb. 2.3 Ableitung der Intensität i S der solaren Strahlung als Funktion des Abstandes Sonne-Erde
R S-E

Durch die Absorption in den äußeren Schichten der Sonne (s. Abb. 2.2 ) ist leicht ein-
zusehen, dass die Leuchtkraft von der Mitte der Sonnenscheibe nach außen um etwa das
Zweieinhalbfache abnimmt. Wegen der Unempfindlichkeit des Auges gegenüber Hellig-
keitsunterschieden lässt sich dies nicht unmittelbar feststellen. Für die meisten terrest-
rischen Anwendungsfälle gilt, dass die Annahme einer gleichmäßigen Strahlungsdichte
über der gesamten Sonnenscheibe genügt.

2.3.2 Solarkonstante, Globalstrahlung, direkte und diffuse Einstrahlung

Die Solarkonstante i SC beschreibt eine spezifische über alle Wellenlängen integrierte lang-
jährig gemittelte extraterrestrische Sonnenbestrahlungsstärke, die bei mittlerem Abstand
zwischen Erde und Sonne ohne den Einfluss der Atmosphäre senkrecht auf die Erde je
Quadratmeter auftrifft. Der Mittelwert der Solarkonstante wurde 1982 von der Weltorga-
nisation für Meteorologie in Genf festgelegt (s. Wagemann/Eschrich, Grundlagen der
photovoltaischen Energiewandlung, Stuttgart, 1994); er beträgt:

= 1367 W/m 2 ± 1% .

i SC

(2.7)
Die Größenordnung der Solarkonstante lässt sich mit Hilfe des Stefan-Boltzmann-Ge-
setzes abschätzen. Duffie und Beckman ( 1991 ) haben ebenso wie das World Radiation
Center (WRC) als Solarkonstante i SC = 1367 W/m 2 anhand von Messwerten verschiedener
Autoren vorgeschlagen. Dies liegt um etwa 1 % über dem früher verwendeten Wert von
i SC = 1353 W/m 2 . Fröhlich ( 1993 ) hatte diese Angaben überprüft und veröffentlichte nach
mehrjährigen extraterrestrischen Messungen 1993 einen Wert von 1373 W/m 2 mit einer
Unsicherheit von 1 bis 2 %. Näheres über die Periodizität und den Zusammenhang der
Schwankungen mit der Aktivität der Sonnenflecken finden sich bei Pecker ( 1994 ) und