Diffuse Strahlung bezeichnet den gestreuten Anteil der Sonneneinstrahlung, der nicht direkt von der Sonne kommt. Sie ist besonders relevant für Photovoltaikanlagen, da sie auch an bewölkten Tagen oder in schattigen Bereichen Energie liefert. Ein Verständnis dieser Strahlungsart kann die Leistung von Solaranlagen optimieren.
Die diffuse Strahlung bezeichnet den Anteil der Sonneneinstrahlung, der nicht direkt von der Sonne zur Erdoberfläche gelangt. Auf ihrem Weg durch die Atmosphäre wird ein Teil der Sonnenstrahlung absorbiert und ein großer Teil gestreut. Diese Streuung führt zu einer Richtungsänderung der Strahlung.
Die Streuung kann auf zwei Arten erfolgen: Rayleigh-Streuung und Mie-Streuung. Bei der Rayleigh-Streuung wird die Strahlung an Aerosolen, also kleinen Partikeln in der Atmosphäre, reflektiert. Bei der Mie-Streuung wird die Strahlung an Luftmolekülen reflektiert.
Das Ergebnis dieser Streuprozesse ist die diffuse Strahlung. Sie kommt aus allen Richtungen und hat keine spezifische Strahlungsrichtung. Trotz ihrer geringeren Intensität im Vergleich zur direkten Strahlung, ist die diffuse Strahlung ein wichtiger Bestandteil der gesamten Sonneneinstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht.
Hier finden Sie weitere Informationen zur Globalstrahlung.
Wie hoch ist der Anteil der diffusen Strahlung auf der Erde?
Die Sonneneinstrahlung, die die Erdatmosphäre erreicht, beträgt im Durchschnitt 1.340 W/m². Allerdings wird diese Strahlung durch verschiedene atmosphärische Prozesse wie Absorption, Streuung und Reflexion auf etwa 1000 W/m² reduziert, selbst an wolkenlosen Tagen.
| Klarer bis leicht diffuser Himmel in W/m² | Leichte bis mittlere Bewölkung in W/m² | Stark bewölkt bis nebelig-trüb in W/m² | |
|---|---|---|---|
| Sommer | 600 – 1000 | 300 – 600 | 100 – 300 |
| Winter | 300 – 500 | 150 – 300 | 50 – 150 |
Wie beeinflusst diffuse Strahlung die Leistung von Photovoltaikanlagen?
Energieerzeugung bei bewölktem Himmel: Diffuse Strahlung ermöglicht es Photovoltaikanlagen, auch bei bewölktem Himmel Energie zu erzeugen. Sie erhöht die Gesamtmenge an nutzbarer Sonnenenergie, da sie aus allen Richtungen kommt und nicht nur direkt von der Sonne.
Verbesserung der Leistung nicht optimal ausgerichteter Anlagen: Diffuse Strahlung kann die Leistung von Photovoltaikanlagen verbessern, die nicht optimal zur Sonne ausgerichtet sind. Da die diffuse Strahlung aus verschiedenen Richtungen kommt, kann sie auch auf schräg angebrachte oder nach Norden ausgerichtete Solarzellen treffen.
Temperaturregulierung der Solarzellen: Diffuse Strahlung kann die Temperatur der Solarzellen senken. Hohe Temperaturen können die Effizienz von Solarzellen verringern, daher kann eine Abkühlung durch diffuse Strahlung die Leistung verbessern.
Können Photovoltaikanlagen diffuse Strahlung nutzen?
Ja, Photovoltaikanlagen können diffuse Strahlung nutzen. Diffuse Strahlung, die aus allen Himmelsrichtungen und nicht nur direkt von der Sonne kommt, wird von den Solarzellen aufgenommen und in elektrische Energie umgewandelt. Dies ermöglicht es den Photovoltaikanlagen, auch an bewölkten Tagen oder in schattigen Bereichen Energie zu erzeugen.
Wie kann ich die Auswirkungen der diffusen Strahlung auf meine Photovoltaikanlage maximieren?
Optimale Ausrichtung und Neigung: Stellen Sie sicher, dass Ihre Solarpanels optimal zur Sonne ausgerichtet sind. In der Nordhalbkugel sollten sie nach Süden ausgerichtet sein. Die optimale Neigung variiert je nach geografischer Lage und Jahreszeit.
Verwendung von bifazialen Modulen: Diese können Licht von beiden Seiten einfangen, sind besonders effektiv bei der Nutzung diffuser Strahlung.
Regelmäßige Reinigung und Wartung: Halten Sie Ihre Solarpanels sauber und frei von Schmutz und Staub. Schmutzige Solarpanels können die Menge an diffuser Strahlung, die sie einfangen können, erheblich reduzieren.
Vermeidung von Schatten: Vermeiden Sie die Installation von Solarpanels in schattigen Bereichen. Schatten können die Menge an diffuser Strahlung, die die Panels erreicht, erheblich reduzieren.
Diffuse Strahlung in Deutschland
Fazit
Diffuse Strahlung ist ein essenzieller Bestandteil der Sonneneinstrahlung, der die Leistung von Photovoltaikanlagen beeinflusst. Sie ermöglicht Energieerzeugung selbst an bewölkten Tagen und kann die Effizienz nicht optimal ausgerichteter Anlagen steigern.
Durch ein Verständnis der diffusen Strahlung und geeignete Maßnahmen, wie optimale Ausrichtung und Nutzung bifazialer Module, kann ihre positive Wirkung auf Solaranlagen maximiert werden.
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