Sonne - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 64

Abb. 2.37 Diffuse Strah-
lungsintensität durch Mie-
Streuung i dif, Mie als Funktion
der Wellenlänge λ bei ver-
schiedenen Sonnenständen
(Air-Mass-Faktoren = AM )
2.3.10.2 Diffuse Mie-Streuung in der Atmosphäre
Prinzipiell verhält sich die diffuse Mie-Streuung in der Atmosphäre ähnlich wie die Ray-
leigh-Streuung. Sie zeigt ebenso ein spektrales (also wellenlängenabhängiges) Verhalten
und wird in der Fachliteratur oft als Aerosolstreuung bezeichnet. Dadurch, dass der Par-
tikeldurchmesser d bei der Mie-Streuung von der Größenordnung der Wellenlänge λ ist,
ergibt sich ein größerer Effekt. Die durch Aerosolstreuung hervorgerufene spektrale dif-
fuse Bestrahlungsstärke i dif, Mie ist um den Faktor zwei größer als die diffuse Stärke der
diffusen Rayleigh-Streuung i dif, Ray bei gleichem Air-Mass-Faktor ( AM ), wie ein Vergleich
der Abb. 2.37 mit der Abb. 2.36 zeigt.
Beide Streumechanismen treten nie singulär auf, vielmehr ergeben sich zwangsläufig
Wechselwirkungen in Form von Mehrfachreflexionen zwischen Rayleigh- und Mie-Streu-
ung an unterschiedlichen Partikeln und Molekülen, die ebenfalls zur diffusen Streuung
beitragen.
Das Gesamtbild der diffusen Strahlungsintensität besteht somit aus Rayleigh-, Aer-
solstreuung (Mie-Streuung) plus Diffusstreuung aus Mehrfachreflexionen. Die Abb. 2.38
zeigt die Größenordnung dieser Einzelkomponenten als Funktion der Wellenlänge λ. Die
Addition aller Streuanteile kann einen erheblichen Wert an der Gesamtstrahlungsstärke
einnehmen und spielt insbesondere bei der Betrachtung nicht konzentrierender Solarther-
mischer Kollektoren eine wichtige Rolle.
2.3.10.3 Intensitätsschwächung durch Streuprozesse
Alle Streuprozesse können in ihrer Form mit dem Lambert-Beer Gesetz (vergl. Gl. (2.16))
beschrieben werden. Die Änderung der von der Wellenlänge abhängigen Intensitätsdichte