Diffuse Strahlung
In der Photovoltaik beschreibt die diffuse Strahlung den Anteil der Sonnenstrahlung, der nicht direkt von der Sonne auf eine Oberfläche trifft, sondern zuvor in der Atmosphäre gestreut wurde. Diese Streuung wird durch Wechselwirkungen mit Luftmolekülen, Wassertröpfchen (Wolken) und anderen Partikeln verursacht. Im Gegensatz zur direkten Strahlung, die als parallel gebündelter Strahlungsfluss auf die Erde trifft, ist die diffuse Strahlung unregelmäßig verteilt und kommt aus allen Himmelsrichtungen.
Entstehung und Einflussfaktoren:
- Streuung: Die Hauptursache für diffuse Strahlung ist die Rayleigh-Streuung an Luftmolekülen. Sie ist besonders bei kürzeren Wellenlängen (blauem Licht) ausgeprägt und führt zur blauen Färbung des Himmels.
- Wolken: Wolken reflektieren und streuen einen großen Teil des Sonnenlichts. Je dichter die Bewölkung, desto größer ist der Anteil der diffusen Strahlung.
- Aerosole: Staub, Ruß und andere Partikel in der Atmosphäre können ebenfalls zur Streuung beitragen.
- Jahreszeit und Tageszeit: Die Menge der diffusen Strahlung variiert je nach Jahreszeit und Tageszeit. Im Winter und bei bedecktem Himmel überwiegt die diffuse Strahlung, während im Sommer bei klarem Himmel die direkte Strahlung dominiert.
Bedeutung für die Photovoltaik:
- Ertragsbeeinflussung: Die diffuse Strahlung trägt maßgeblich zum Gesamtertrag einer Photovoltaikanlage bei. Besonders bei bedecktem Himmel oder in Regionen mit hoher Luftverschmutzung ist der Anteil der diffusen Strahlung hoch.
- Ausrichtung und Neigung: Im Gegensatz zur direkten Strahlung, die von der Ausrichtung und Neigung der Solarmodule stark beeinflusst wird, ist die diffuse Strahlung weniger richtungsabhängig.
- Moduleigenschaften: Moderne Solarmodule sind in der Lage, sowohl direkte als auch diffuse Strahlung umzuwandeln.
Messung und Berechnung:
Die diffuse Strahlung wird mit Pyranometern gemessen, die die gesamte auf eine horizontale Fläche treffende Strahlung erfassen. Pyrheliometer messen hingegen nur die direkte Strahlung. Zur Berechnung der diffuse Strahlung wird die Globalstrahlung (Gesamtsumme aus direkter und diffuser Strahlung) von der direkten Strahlung subtrahiert.
Zusammenfassung:
Die diffuse Strahlung ist ein wichtiger Faktor für die Leistungsfähigkeit von Photovoltaikanlagen. Sie trägt dazu bei, dass Solarmodule auch bei bedecktem Himmel oder in den Morgen- und Abendstunden Strom erzeugen. Um den optimalen Ertrag einer Photovoltaikanlage zu gewährleisten, ist es wichtig, sowohl die direkte als auch die diffuse Strahlung zu berücksichtigen.
Zusätzliche Stichwörter: Globalstrahlung, Direkte Strahlung, Rayleigh-Streuung, Solarmodul, Photovoltaik-Ertrag