DNI (Direktnormalstrahlung)
Sonnenstrahlung, die geradlinig von der Sonnenscheibe kommt, gemessen auf einer Fläche, die senkrecht zu den Sonnenstrahlen steht.
Die DNI erfasst nur den direkten Anteil des Sonnenlichts, der in der Atmosphäre nicht gestreut wurde, gemessen auf einer Ebene, die stets zur Sonne zeigt. Gemessen wird sie mit einem Pyrheliometer auf einem Sonnennachführsystem; sein enges Sichtfeld (etwa 5°) blendet das meiste Himmelslicht aus.
Für Technologien, die Licht bündeln, ist die DNI die maßgebliche Ressource, denn Spiegel und Linsen können nur den direkten Strahl fokussieren:
- Solarthermische Kraftwerke gelten im Allgemeinen ab etwa 1.900–2.000 kWh/m² DNI pro Jahr als wirtschaftlich (IRENA, NREL); Spitzenstandorte in Marokko, Chile, Südafrika und den VAE liegen über 2.500.
- Auch Konzentrator-PV und zweiachsige Nachführsysteme sind auf hohe DNI angewiesen.
Bei klarem Himmel erreicht die DNI mittags an trockenen, hoch gelegenen Orten 900–1.050 W/m². Unter Wolken bricht sie fast auf null ein, und Dunst, Staub oder Rauch von Waldbränden können sie stark senken, auch wenn sich die GHI kaum ändert. Die DNI schwankt deshalb stärker als die GHI, und in den feuchten Tropen kann die Jahressumme trotz kräftigerer Sonne niedriger ausfallen als in Wüsten der gemäßigten Zone.
Dabei ist θi der Einfallswinkel zwischen Sonnenstrahlen und Flächennormale; Nachführsysteme versuchen, θi nahe null zu halten.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- GHI (Globalstrahlung horizontal)
Gesamte kurzwellige Sonnenstrahlung auf eine horizontale Fläche, also die Summe aus Direktstrahlung und diffuser Himmelsstrahlung.
- DHI (diffuse Horizontalstrahlung)
Sonnenstrahlung, die nach Streuung an Molekülen, Aerosolen und Wolken auf eine horizontale Fläche trifft, ohne den direkten Strahl von der Sonnenscheibe.
- Solarthermische Kraftwerke (CSP)
Kraftwerke, die direktes Sonnenlicht mit Spiegeln auf einen Receiver bündeln und damit ein Medium erhitzen, das eine Dampfturbine antreibt; meist mit integriertem Wärmespeicher.
- Solartracker (Nachführsystem)
Motorisch bewegtes Gestell, das PV-Module oder Spiegel dem Lauf der Sonne nachführt und so die über den Tag empfangene Einstrahlung erhöht.
- Bestrahlungsstärke
Die momentan pro Flächeneinheit empfangene Sonnenleistung, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m²).