Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 41

Abb. 2.13 Abhängigkeit
des Air-Mass-Faktors ( AM )
vom Sonnenhöhenwinkel h
in Berlin an verschiedenen
Tagen des Jahres

T AM und dem Air-Mass-Faktor als Exponenten multiplizieren. Die Definition für den Trü-
bungsfaktor ergibt sich nach der folgenden Gl. (2.29) zu:

T AM = D AM

AB

D AM
RS

D AM
AE

( D RS ) · · ·

. (2.29)

Die Tab. 2.4 und 2.5 geben Transmissionsfaktoren und Trübungswerte für verschiedene
Geländesituationen an. Den Tabellen ist zu entnehmen, dass zwischen städtischen Gebie-
ten und dem Hochgebirge insbesondere bei niedrigen Sonnenständen erhebliche Unter-
schiede auftreten. Auch die Jahreszeiten führen zu einer Variation der Trübung; so führen
die erhöhten Temperaturen im Sommer zu einem höheren Wasserdampfgehalt in der Luft
und in der Folge zu einer größeren Trübung. Beide Aspekte sind bei der Auslegung solar-
thermischer Systeme zu berücksichtigen.
Eine andere Methode zur Berechnung der Transmission beinhaltet die Definition, in
der die Intensität der direkten Einstrahlung mit dem Air-Mass-Faktor und dem Absorp-
tionskoeffizienten der Atmosphäre σ verknüpft wird (Gl. 2.30). Hierbei ist zu beachten,
dass der Absorptionskoeffizient der Atmosphäre von der Wellenlänge λ abhängt.

− σ AM

.

(2.30)

i dir i s e

=

Auch hier ist wieder AM der Air-Mass-Faktor. Dieser entspricht bei AM = 1 einem senk-
rechten Durchgang der Strahlung durch die Atmosphäre. Er wächst mit zunehmendem
Zenitwinkel θ z an. Der Zenitwinkel θ z und der Höhenwinkel h sind Komplimentärwinkel,
für die ( θ z = 90°- h ) gilt (vergleiche auch Abb. 2.15 ). Die Abb. 2.13 illustriert den geome-
trischen Zusammenhang. Gegenüber der Gl. (2.28) wird hier die Korrektur von 5° nicht
verwendet:

= 1
cos θ z

= 1
sin h

→ AM

= 1 für θ z = 0

◦

AM

(2.31)

◦

AM = 2 für θ z = 60

Die Gl. (2.31) gilt für eine ebene Atmosphäre. Der Fehler bleibt bis h > 20° kleiner als
1 %. Unterschreitet die Sonnenhöhe 5° macht sich die Lichtbrechung in der Atmosphäre