Diskussion:Direktstrahlung
Global- vs. Direktstrahlung
[Quelltext bearbeiten]Im Artikel wird zwar angerissen, dass Direktstrahlung eine Teilmenge der Globalstrahlung ist, es geht aber in Globalstrahlung wie auch in Direktstrahlung vollkommen unter, wie man aus der Solarkonstante nun die Einträge auf eine z.B. nachgeführte PV-Platte berechnet. Auch die Seite Air Mass kommt schlussendlich nicht zu einem vernünftigen Ergebnis, wie nun der "atmosphärische Wirkungsgrad" zu berechnen wäre. Die Globalstrahlung ist auf eie Horizontale Fläche normiert - aber nur in Jahresdurchschnitten seltsamer Intervallbasis zusammengetragen. Die Direktstrahlung ist zwar Kartiert, aber ohne klare Referenzen bezüglich der Ausrichtung geschweigeden lyrischen Begleiterscheinungen. Aus meiner Warte habe ich folgende Schritte von der Sonne zu meiner PV:
- 1) Aus der Solarkonstante wird auf basis der AirMass eine Transmission_ATM. Diese Transmission ist die Leistung, die auf der Erdoberfläche an einem !!Wolkenlosen Himmel!! ankommt. Der Quotient nenne sich Atmosphärischer Wirkungsgrad η_atm(h) und ist abhängig vom Höhenwinkel h der Sonne. Es gilt Transmission_ATM = Solarkonstante * η_atm.
- 2) Da es ja mit unter gelegentlich Wolken geben soll er gibt sich ein meteorologischer Wirkungsgrad η_meteo(d_o_y) der quasi zufällig aber in gewissen durchschnittlichen Rahmenbedingungen für einen Tag im Jahr (d_o_y) wahrscheinlich ist. Im Herbst rechne ich z.B. eher mit Wolken als im Sommer etc. η_meteo kann auch >1 sein, weil Refraktion unter der Wolkendecke zu mehr zusätzlicher Leistung als direkte Wolkenverluste führen kann. Also Quasi der Part wo Direkte und Diffuse Strahlung den Mix machen. Auf die Oberfläche trifft also die Transmission_METEO = Transmission_ATM*η_meteo.
- 3) die Fläche, auf der die Energie eintrifft ist beliebig ausgerichtet. Ist die Flächennormale Parallel zum Strahlengang, trifft die Strahlung ergo lotrecht ein und die Effektiv-Fläche beträgt somit 100% der Referenzfläche. Neigt man die Referenzfläche aus dem Strahlengang heraus gilt A_eff = A_ref * cos(α) wobei α der Winkel zwischen Strahlengang und Flächennormalen ist. Geht man von einer reflexionsfreien schwarzen Fläche aus, gilt also für den Flächenwirkungsgrad η_oberfläche(α) = cos(α) - ansonsten ist noch der Absorbtionsgrad mit reinzurechnen.
- 4) die Globalstrahlung wird also einen gesamten Wirkungsgrad von η_sol = η_atm * η_meteo * η_obefläche haben, wobei
- a) α in direktem Zusammenhang mit φ (Breitengrad) steht
- b) die Formel eine gewisse Rekursion aufweist, da der Diffusionsanteil von η_meteo auf den Absorptionsanteil benachbarter Flächen mit 0°<α<90° zurückgeht. Ich würde η_meteo also als Schwellwert eine Gauskurve oblegen, unter deren Integral der Wert nur für negative h gelangen darf.
- c) die Globalstrahlung nur ein Spezialfall der Solarstrahlung ist.
Die Sonnenstrahlung bzw. Solarstrahlung verstehe ich also als 1367W/m² * η_sol(α) mit α=0°. Eine nachgeführte PV sollte damit also nur in der Airmass und der Wolkendecke variieren. Bei einer festinstallierten PV würde α für jede Sekunde in Abhängigkeit der Anlagenausrichtung, des Breitengrades und der zeitlichen Distanz des Frühlingspunktes errechnet werden können.