Diskussion:Globalstrahlung

Themenfeld Sonne-Erde Interaktion

Ich habe mal gesammelt und teilweise ist das Themenfeld schon recht wirr verdrahtet mit teilweise fehlender Verlinkung und Wiederholungen selbst innerhalb von Artikeln. Ich plädiere daher für einen themenfeldumfassenden Text bei Sonne der die Artikel: Sonnenschein, Globalstrahlung, Solarkonstante, Solarstrahlung, Sonnenstrahlung, Sonnenenergie, kosmischen Strahlung zusammenfasst und mit Bestrahlungsstärke, Strahlungsleistung, Strahlungsenergie, Strahlung, Albedo, Elektromagnetische Stahlung, Air Mass, Erde, Erdatmosphäre (zahlreiche Unterartikel zu den einzelnen Schichten), Treibhauseffekt, Klimawandel, Milanković-Zyklen, Wetter+Klima (im weitesten Sinne) in Verbindung setzt. Zusätzlich müssten die Artikel untereinander besser verlinkt werden und es sollte in jeder Diskussionseite klar werden, was jeweils hereinpasst oder an eine andere Stelle gehört. Noch fehlende Artikel und weniger beleuchtete Themen wie ein gesammelter Artikel zum Strahlungshaushalt der Erde als Beispiel können sich dann auch besser einfügen. Viele Artikel würden damit wohl um die Hälfte kürzer, jedoch wüsste wohl dann auch jeder woran er ist und würde nicht an jeder Ecke auf Teilaspekte von Problemen stoßen, die eigentlich eigene Artikel verdient hätten. --Saperaud 16:17, 17. Feb 2005 (CET)

Sonnenenergie in Deutschland

Wenn in Deutschland die eingestrahlte Sonnenenergie im Jahresmittel 1200kWh/m² beträgt und die Strahlungsleistung 135W/m² ist so muß die Sonne 1200*1000/135=8888 Stunden scheinen. Das bedeutet bei 8 Stunden Sonnenschein pro Tag 1111 Sonnentage pro Jahr! Was stimmt da nicht?

Ganz unglaubwürdig ist auch eine Strahlungsleistung von 1000 W/m² bei wolkenlosem Himmel im Sommer in Mitteleuropa - bei einer Solarkonstante von 1367 W/m² und athmosphärischen Verlusten von 51%. - Ich bring mal einen "Überarbeiten"-Hinweis an. -- Peter Steinberg 12:56, 26. Jun. 2007 (CEST)

Die 135W/m² stellen einen Durchschnittswert da. Das Jahr hat 8760 Stunden (ohne die Berücksichtigung von Schaltjahren). 1000 W/m² bei wolkenlosem Himmel im Sommer erscheinen mir auch zu hoch. Der Wert wird nur bei senkrechter Sonne (kommt in Europa nicht vor) in 3 - 4km Höhe erreicht. --bzw 22:42, 29. Jun. 2007 (CEST)

Danke, bzw. Natürlich kann man auch in Europa einen Sonnenkollektor senkrecht zur Einstrahlungrichtung der Sonne ausrichten. Dann muss man ihn noch auf den Mont Blanc bringen, und schon stimmt die Sache! ;-)

Offensichtlich gibt dieser ganze Artikel keinen Sinn, wenn nicht jemand mal klarstellt, welche Zahlen unter welchen Bedingungen gelten. 135W/m² sind, so versteh ich jetzt bzw, ein Mittelwert über Tag und Nacht und über das ganze Jahr. Bei durchschnittlichen Wetterbedingungen, nehme ich an? - oder wird tagsüber wolkenloser Himmel unterstellt?

Im Artikel steht über alles das aber nichts. Und wenn das nicht bald mal jemand ändert, schreibe ich das rein, was ich aufgrund dieser Diskussion vermute. Das wird aber abenteuerlich, ich kann euch nur warnen, denn ich habe von den tatsächlichen Verhältnissen keine Ahnung (und auch weder Zeit noch Lust, zu dieser Sache zu recherchieren.)

-- Peter Steinberg 23:31, 29. Jun. 2007 (CEST)

An den 1000 W/m² hab ich mich vor längerer Zeit im Artikel Sonnenstrahlung auch gestört, gab leider keine Reaktion. Da ich keine Quellen im Internet finden konnte, bzw. alle die gleiche offensichtlich fehlerhafte Quelle benutzen, hab das jetzt mal nach meinen Abschätzungen geändert.

Die Werte für die Gesamtenergie über ein Jahr sind einer Karte des DWD entnommen, also wohl korrekt.

-- bzw 01:02, 30. Jun. 2007 (CEST)

Ok., das ist doch schon mal etwas. Eigentlich wollte ich mich ja inhaltlich an dieser Stelle gar nicht einklinken, nun aber doch ein paar Überlegungen:

• Zu unterscheiden ist offenbar zwischen einem Momentanwert, gemessen in W/m², der vom Wetter abhängt und nachts auf ≈ 0 sinkt, und einem Jahreswert, gemessen in kWh/(m²·a).
• Wenn man einen Durchschnittswert in W/m² (oder kW/m²) angeben will, muss man den „Jahreswert“ durch irgendetwas teilen, das die Dimension h/a hat. Das können alle Stunden im Jahr sein (also ≈24·365,25) oder die Stunden, die die Sonne über dem Horizont steht, oder die durchschnittlichen Sonnenscheinstunden an einem bestimmten Ort oder sonstwas. Damit die Durchschnittsangabe irgendeinen Wert hat, muss man unbedingt sagen, was davon gemeint ist.
• All diese Werte (Momentanwert, Jahreswert, Durchschnittswert) hängen auch noch davon ab, ob sie sich auf eine waagrechte Fläche beziehen, auf eine feste, optimal zur Sonne ausgerichtete oder auf eine bewegliche, dem Sonnenstand laufend nachgeführte Fläche.

Nun ist mir (und sicher manchem Benutzer) wenigstens klar, warum alles so unklar ist. >:-(

• 700 W/m² scheinen mir plausibel als der größtmögliche Momentanwert für eine waagrechte Fläche in unseren Breiten, also der Wert am 21. Juni um 12 Uhr Sonnenzeit, wenn dann gerade strahlend klarer Himmel ist.
• Der immer wieder auftauchende Wert von 1 kW/m² ließe sich erklären als Wert für eine bei blauem Himmel und hohem Sonnenstand senkrecht zur Sonne ausgerichtete Fläche (≈700W:sin50°) oder als Wert für eine waagrechte Fläche unter diesen Bedingungen, wenn man sich die Wirkung der Atmosphäre wegdenkt (≈Solarkonstante·sin50°).
• bzw hat sicher recht, wenn er meint, dass die Werte für die Gesamtenergie, kWh/(m²·a), die ich jetzt „Jahreswerte“ genannt habe, am zuverlässigsten sind. Sie sind ja für die übers Jahr laufende Sonnenenergienutzung entscheidend. Hoffen wir mal, sie beziehen sich auf eine waagrechte Fläche. Die Werte für ein nach Süden gerichtetes Dach mit optimaler Schräge sind dann deutlich höher.

-- Peter Steinberg 00:56, 1. Jul. 2007 (CEST)

Nach Überarbeitung jetzt besser? Die 700 W/m² dürften für die maximale Direktstrahlung ganz gut passen, aber für die Globalstrahlung kommen ja noch typischerweise 100 bis 200 W/m² an Diffusstrahlung dazu. Tschau, -- Sch 00:28, 20. Sep. 2007 (CEST)

Besser ist relativ. Der Artikel gibt nach wie vor keine Anhaltspunkter für die Berechnung einer Photovoltaik-Anlage auf wissenschaftlicher Ebene. --93.222.141.65 23:50, 2. Jun. 2015 (CEST)

Global- vs. Direktstrahlung

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.

-- 93.222.141.65 23:50, 2. Jun. 2015 (CEST)

"Überarbeiten"-Hinweis unangebracht?

Seit ich den "Überarbeiten"-Hinweis abgebracht habe, ist an dem Artikel viel geschehen, und ich denke, diese Warnung ist nun nicht mehr angebracht.

Weil mir manches noch nicht so recht deutlich oder jedenfalls nicht geschickt angeordnet erschien, hab ich jetzt noch mal rübergebügelt. Da ich von der Sache keine Ahnung habe, schaut doch bitte mal, ob ich nicht was falsch verstanden und "verschlimmbessert" habe.

Eine vernünftige Gliederung duch ein paar Überschriften wäre wünschenswert. Dann könnten wir vielleicht weiterarbeiten in Richtung "Lesenswert"?

-- Peter Steinberg 00:33, 21. Sep. 2007 (CEST)

Nochmal zu summierter Strahlung und Durchschnittsbildung

Toll! Der Artikel wird immer besser.

Ein bisschen dunkel erscheint mir jetzt nur noch der Satz: „In der Klimatologie wird der Jahreseintrag auch durch die über das ganze Jahr (Tag und Nacht, in Gemeinjahren also 8760 Stunden) gemittelte Einstrahlleistung beschrieben.“ Dazu habe ich zwei Fragen:

1. Was hat hier das „Gemeinjahr“ zu suchen? – Es bringt doch keinen Sinn, die Schaltjahre außer Acht zu lassen. Wenn jemand unsinnig genau sein will, muss er für praktische Zwecke (Sonnenkollektoren und so) das bürgerliche Jahr (8.765,82h), für klimatologische Untersuchungen das tropische Jahr (8.765,808h) benutzen. Aber das geht doch alles in den unvermeidlichen Messfehlern unter! Warum steht da also nicht einfach: „…das ganze Jahr (etwa 8766 Stunden)“ (oder meinetwegen auch „…8760 Stunden“, auch dadurch ändern sich die folgenden Werte nicht).
2. Was bedeutet das „auch“ in diesem Satz? – In den folgenden Abschnitten wird fröhlich mit dem Wert 8760 h/a gerechnet. Zu einem „auch“ erwarte ich ein „sonst aber…“. Wer rechnet zu welchem Zweck anders? – Wenn das niemand sagen kann, sollten wir das „auch“ weglassen oder (vorsichtshalber) durch ein „grundsätzlich“ ersetzen, ein Wort, das ja manche Hintertür offen lässt.

-- Peter Steinberg 23:20, 26. Sep. 2007 (CEST)

zu 2.: Das "auch" habe ich so verstanden, dass neben dem kWh/m²/a eben _auch_ einfach die Leistung W/m² angegeben werden kann, inden man das h/a mit entsprechendem Faktor rauskürzt. --2A02:810D:2440:2933:F872:355:509B:5387 23:48, 15. Okt. 2022 (CEST)

Hallo Herr Steinberg, Die Durchschnitte sind so natürlich nicht für den Astrologen oder den Physiker, das Gemeinjahr scheint mir hier eine "Bänkergröße" zu sein. Es geht wohl darum in einer Statistik eine konstante Intervallgröße zu schaffen. Ich bin PV-Speicher-Vertriebler, kann mich aber trotzdem mit dieser "Billigstatistik-Basis" nicht anfreunden. Auf dieser Seite bin ich gelandet, weil ich hoffte mehr als nur Durchschnittswerte zu erfahren. tja... :-/ So wird das aber nix mit mienem Online-Rechner für Jahres-Simulationen.

--93.222.141.65 22:52, 2. Jun. 2015 (CEST)

Karte

Die Karte zeigt nicht die Globalstrahlung sondern den Eintrag auf optimal ausgerichtete Flächen (z.B. für PV-Anlagen). Die geographische Verteilung dürfte ähnlich sein, aber die absoluten Werte stimmen nicht. --195.37.191.2 13:05, 6. Jun. 2013 (CEST)

In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage: was sind optimal ausgerichtete PV-Module? Ein Ertragsoptimiertes System mit festem Aufbau in Berlin hat andere Winkel als ein nachgeführtes System in München. Auch die Art der Nutzung versteht unter "optimal" unterschiedliche Werte. Will ich Maximum einspeisen, bau ich die Platten mit 30° Gefälle, will ich Maximum Autarkie / Inselanlage, sind 70° Gefälle sinnvoller - weil sonst der Akku im Sommer explodiert. Rest siehe oben "Global vs. Direkt" --93.222.141.65 22:43, 2. Jun. 2015 (CEST)

Schade um den Akku - vielleicht einen Laderegler verwenden? Nebenbei geht es hier um Globalstrahlung und nicht um PV Erträge. Zu lezteren wäre noch eine Wellenlängenbetrachtung angebracht, um die spektrale Effizienz einzurechnen.--Ulf 12:12, 22. Mai 2019 (CEST)

"horizontal"

Ich finde das Attribut "horizontal" in der Definition etwas verwirrend oder mehrdeutig.

Unter https://de.wikipedia.org/wiki/Horizont steht "Dieser ideale Horizont spannt eine Ebene auf, die rechtwinklig zur Zenit- oder Lotrichtung steht und als Horizontebene oder Horizontalebene bezeichnet wird. Eine waagerechte Ebene oder Linie wird häufig auch Horizontale genannt." Nun ist waagerecht gemäß der Wasserwaage eine Fläche, die flachem Erdboden, also der Tangentialebene auf die Erdkugel, entspricht, lotrecht dagegen eine Fläche, die dem Sonnenstrahl "ideal entgegen gehalten" wird. Das macht ja einem ganz erheblichen Unterschied. Ein Beitrag in einem Erneuerbare-Energien-Forum nennt letzteres als zutreffend. Ich würde es begrüßen, wenn nicht nur "horizontal" angegeben wird sondern der Sachverhalt explizit beschrieben wird, um Missverständnisse auszuschließen. --2A02:810D:2440:2933:F872:355:509B:5387 00:09, 16. Okt. 2022 (CEST)

Plausibilität einer Strahlungsgrenze nach Schultz

Im Artikel Kühlgemäßigte Klimazone hatte ich bei einer großen Überarbeitung im März 2023 u.a. folgenden Satz aufgenommen:

Schultz definiert die Grenze zwischen den Subzonen [kalt- und kühlgemäßigte Zone] über eine jährliche Einstrahlung von 450 × 10 ⁸kJ pro Hektar. (= 125 W/m²)

Wie ich jetzt sehe, hat im Juli jemand die falsche Umrechnung in W/m² unsichtbar gemacht. Mit seiner Begründung „Angabe ist falsch, da die Einheit nicht stimmig ist: Leistung/Fläche (und Zeit (Jahr)) statt Arbeit/Fläche (und Zeit (Jahr)“ liegt er zwar nicht richtig, aber die Umrechnung ist in der Tat falsch. Ich denke, rechnerisch müssten es 142 W/m² sein, oder?

Das führt jedoch zu einem Plausibilitätsproblem inhaltlicher Art: Kann die Angabe 450 × 10 ⁸kJ/ha überhaupt korrekt sein, wenn etwa Stuttgart nur auf 402 kJ/cm² kommt (laut https://www.staedtebauliche-klimafibel.de/?p=19)? Stockholm liegt etwa an der Grenze der beiden Subzonen und kommt auf rund 372 kJ/cm² oder 118 W/m². Das erscheint mir plausibler. Wo liegt der Fehler? --Fährtenleser (Diskussion) 08:35, 14. Jan. 2024 (CET)

Kein Experte zu finden? --Fährtenleser (Diskussion) 08:29, 14. Feb. 2024 (CET)

Zeitreihe 1983-2023 des deutschen Wetterdienstes

Sollte unbedingt in die Links: Zeitreihe der Globalen Einstrahlung

https://www.dwd.de/DE/leistungen/solarenergie/Trend_seit1983.html --2001:4DD5:7006:0:9D6A:EB85:6FC8:28C6 12:02, 9. Mai 2024 (CEST)