Kleine Physikstunde – Die Sonnenstrahlung

Solarkonstante, Globalstrahlung, Albedo – Begriffe, die Ihnen bestimmt bekannt vorkommen. Bei den meisten ist der Physik-Unterricht aber vermutlich schon etwas länger her. Deshalb haben wir von Stromify heute eine kleine Auffrischung zum Thema Sonnenstrahlung für Sie 😉

 

Definition Sonnenstrahlung

Die Sonnenstrahlung, auch Solarstrahlung, ist die von der Sonne emittierte elektromagnetische Strahlung und strahlt etwa 75.000 kW/m² von ihrer Oberfläche ab. Sie kann in drei Spektralbereiche eingeteilt werden: Ultravioletter Bereich, sichtbarer Bereich und Infrarot-Bereich.

 

Woraus setzt sich die Sonnenstrahlung zusammen?

Der Teil der Strahlung, der auf die Erdoberfläche tritt und somit also bei uns ankommt, wird Globalstrahlung genannt und setzt sich aus direkter und diffuser Strahlung zusammen. Diffuse Strahlung ist jene Strahlung, welche durch Wolken, Wasser und Staubteilchen gestreut oder reflektiert wird, während die direkte Strahlung (wie der Name schon verrät) ungestört auf die Erdoberfläche tritt. Beide tragen zur Energiegewinnung bei, wenn auch die diffuse Strahlung etwas weniger. In unseren Breitengraden besteht die Sonnenstrahlung durchschnittlich aus etwa 40 % direkter und 60 % indirekter Strahlung.

 

Was ist die Solarkonstante?

Die mittlere Strahlungsleistung bzw. Strahlungsflussdichte wird Solarkonstante genannt und außerhalb der Atmosphäre betrachtet. Sie bezieht sich auf das Eintreffen der Strahlung auf eine horizontale Fläche und wird in Watt pro m² angegeben. Der Mittelwert wurde von der Weltorganisation für Meteorologie festgelegt und beträgt 1367 W/m². Dadurch, dass die Erde aber ein Geoid mit geneigter Achse ist, gelangt gerade einmal ein Viertel der solaren Energie an den oberen Rand der Atmosphäre – als globaler Jahres-Richtwert gelten 342 W/m². Wie viel Globalstrahlung davon letztendlich auch am Boden bzw. bei Ihrer PV-Anlage ankommt, ist weiters von Jahreszeit und Wetter abhängig. An einem bewölkten Sommertag können durchaus 300 W/m² bei Ihnen ankommen.

 

Was bedeutet Albedo?

Mit der Albedo (auch Rückstrahlungsvermögen) wird ausgedrückt, wie viel von der einfallenden Strahlung zurück in den Weltraum reflektiert wird. Der reflektierte Teil steht dann nicht mehr für die Erwärmung eines Körpers zur Verfügung. Je heller ein Körper, desto höher die Albedo und somit auch der reflektierte Teil. Das ist auch die Erklärung dafür, warum sich schwarzer Asphalt an einem sonnigen Sommertag stärker erwärmt, als ein in grau gehaltener Gehsteig, welcher die Strahlung aufgrund seiner Helligkeit stärker reflektiert.

 

Ein sonniges Fazit

Die Sonne ist bekanntlich der Motor allen Lebens – ohne sie gäbe es weder die Erde in ihrer Form noch uns Menschen! Dass nicht die ganze Energie der Sonne auf Ihren PV-Modulen ankommt ist klar. Doch jener Teil, der ankommt, wird dank moderner Technik bestmöglich in Strom für Ihre private Energieautonomie umgewandelt – Tendenz steigend 😊