Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 36

Abb. 2.10 Änderung der
Solaren Flussdichte als
Funktion der Lichtwellen-
länge λ in verschiedenen
Höhen. (Hippler 2005 )
tät führen. Einen kleineren Einfluss hat die Höhe. Nicht nur Ozon sondern auch Wasser-
dampf kann schon in kleinen Mengen abhängig von der Höhe zu großen Intensitätsver-
lusten führen.
Aus Abb. 2.10 wird ersichtlich, dass die Absorption mit zunehmender Dichte der At-
mosphäre deutlich ansteigt. Man beachte, dass es eine dramatische Dämpfung für Wellen-
längen von kleiner als 300 nm gibt, die im Wesentlichen auf der Ozonabsorption beruht.
Die Lichtabsorption an Oberflächen oder beim Durchqueren von Materie ist material-
und frequenzabhängig. In Abhängigkeit von der möglichen Bandstruktur der Moleküle
können verschiedene Frequenzbereiche des Lichts unterschiedlich absorbiert werden. Dies
bedeutet, je nach Farbe ist die Absorption unterschiedlich stark. Benachbarte Frequenzan-
teile werden abhängig vom Material und dem Lichteinfallswinkel entweder reflektiert oder
transmittiert. Wird beispielsweise eine gelb erscheinende Oberfläche mit weißem Licht
bestrahlt, wird das grüne und rote Licht reflektiert/transmittiert und blaues Licht absor-
biert. Bei der Absorption von Licht wird die aufgenommene Energie nicht nur in Wärme
umgewandelt, sondern kann auch durch andere Mechanismen wie Fluoreszenz oder durch
Streuung an Aerosolen verlorengehen.
2.3.4.2 Streuung in der Atmosphäre
Streuung äußert sich in einer Umverteilung eines Teils der Strahlung auf andere Raum-
richtungen, das heißt, die Strahlung wird abgelenkt und es findet keine Energieumwand-
lung wie bei der Absorption statt. Aus der einfallenden Strahlung wird durch die Teilchen
(oftmals einfach Streuer genannt) Strahlung herausgestreut und damit auf andere Richtun-
gen verteilt. Als Folge nimmt die Energie der Primärstrahlung in Strahlrichtung ab und es
ergibt sich ein Gewinn an Strahldichte aus anderen Richtungen des Raumes.
Streuer in der Atmosphäre sind Luftmoleküle, Aerosolteilchen, Wolken- und Regen-
tröpfchen. Diese Streuer beeinflussen alle Arten der Strahlung; die Sonnenstrahlung, die
Wärmestrahlung, Mikrowellen und Radar. Die Streuung kann ebenfalls über das Lambert-
Beer Gesetz (Gl. 2.16) formuliert werden aber das Ergebnis jeder Streutheorie ist neben