Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 44

Abb. 2.15 Geometrische
Anordnung der Winkel zur
Berechnung der Einfalls-
richtung der Direktstrah-
lung auf eine beliebig zur
Erde orientierten Fläche der
Größe A

• schließt θ den Winkel zwischen der Einstrahlungsrichtung und der Normalen einer be-
liebig orientierten Fläche A ein.

• ist  z der Zenitwinkel. Es ist dies der Winkel zwischen der Sonne und der Normalen auf

der horizontalen Ebene, auf der sich die Fläche A befindet.

• ist Φ der Winkel der geographischen Breite (z. B. München 48°) und beträgt am Äqua-

tor 0° und an den Polen 90°.

• ist h der Sonnenhöhenwinkel (vergl. Abb. 2.13 ). Es gilt: h + θ z = 90°.

• ist δ die Deklination der Erde und beschreibt den Winkel zwischen dem Sonnenhöchst-

stand und dem Äquator und schwankt zwischen −23.5° und +23.5°.

• ist γ der Azimutwinkel der Flächennormalen von A . Er beschreibt die Differenz der

horizontalen Projektion der Flächennormalen von der Südrichtung.

• ist γ s der Azimutwinkel der Einstrahlungsrichtung. Er gibt die Abweichung der hori-

zontalen Projektion der Einstrahlungsrichtung von der Südrichtung an.

• ist ω der Stundenwinkel: (in einfachen Fällen 1 h

= 15°; vormittags ω < 0 und nach-

mittags ω > 0).

Der Auftreffwinkel, der Winkel zwischen der Einstrahlungsrichtung der Solarstrahlung
und der Normalen auf die Fläche A , oder die Position der Sonne relativ zur Fläche ergibt
sich aus der folgenden Winkelbeziehung:

cos θ = sin δ sin cos β

− sin δ cos sin β cos γ
+ cos δ cos cos β cos ω
+ cos δ sin sin β cos γ cos ω
+ cos δ sin β sin γ sin ω

(2.35)

,

worin der Stundenwinkel ω wie auch alle anderen Winkel in Grad berechnet werden.