Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 43

Abb. 2.14 Spektrum der
solaren Direktstrahlung
für verschiedene Luft-
massenkörper AM von
AM = 0-10 als Funktion der
Wellenlänge in µm, wobei
eine klare Atmosphäre mit
Wasserdampf entsprechend
einer Niederschlagsmenge
von 20 mm und 3.4 mm
Ozon angenommen wurde

2.3.6 Räumliche und zeitliche Variation der Solarstrahlung

2.3.6.1 Einstrahlungsrichtung der Direktstrahlung

Die Intensität der Einstrahlung der Sonne auf eine Fläche und damit die gewinnbare Ener-
gie hängt maßgeblich von der Einstrahlrichtung des Energieemittenten (Sonne) und der
Ausrichtung des Energieabsorbers (Kollektors) ab. Hierbei spielen viele Faktoren eine Rol-
le, die im folgenden Abschnitt erläutert werden und sich mit Hilfe geometrischer Bezie-
hungen algebraisch ausdrücken lassen. Es sind dies:

• die elliptische Umlaufbahn der Erde um die Sonne, die sogenannte Ekliptik,
• die Deklination der Erde, d. h. die Neigung der Nord-Südpolachse der Erde zur Eklip-
tik(Jahreszeiteneinfluss).
• Die Eigenrotation der Erde (Tageszeiteneinfluss).
• Die Abhängigkeit des Sonnenstandes von der geographischen Breite Φ und
• der Einfluss kurzfristiger klimatischer Aspekte (Wetter).

Die Einstrahlungsrichtung der solaren Direktstrahlung auf eine beliebig orientierte, ebene
Fläche A ergibt sich aus Winkelbeziehungen. Die Abb. 2.15 gibt die verschiedenen Winkel
einer derartigen Konfiguration an. Als Basis wird angenommen, dass die Fläche des terres-
trischen Standort horizontal ist. Gemäß Abb. 2.15