Bestrahlungsstärke
Die momentan pro Flächeneinheit empfangene Sonnenleistung, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m²).
Die Bestrahlungsstärke ist eine Leistungsdichte: Sie gibt an, wie viel Watt Sonnenstrahlung in einem bestimmten Moment auf einen Quadratmeter treffen. Ihr Zeitintegral ist die Einstrahlung, eine Energiemenge in kWh/m².
- Außerhalb der Atmosphäre beträgt die Solarkonstante im Mittel etwa 1.361 W/m² (gesamte solare Einstrahlung, Satellitenmessungen).
- Auf Meereshöhe erreicht sie an einem klaren Tag bei hohem Sonnenstand auf einer zur Sonne gerichteten Fläche rund 1.000 W/m². Deshalb verwenden die STC diesen Wert.
- Bei dichter Bewölkung kann sie auf 50–200 W/m² fallen; Wolkenrandeffekte treiben sie kurzzeitig über 1.300 W/m².
Die Bestrahlungsstärke setzt sich aus Komponenten zusammen:
Dabei ist GHI die Globalstrahlung auf die Horizontale, DNI die Direktnormalstrahlung, DHI die horizontale Diffusstrahlung und θz der Sonnenzenitwinkel. Für die PV-Planung zählt die Bestrahlungsstärke in Modulebene (POA). Man erhält sie, indem man die Komponenten mit Modellen wie Perez oder Hay-Davies auf die geneigte Modulfläche umrechnet und einen bodenreflektierten Anteil addiert, der von der Albedo abhängt.
Gemessen wird die Bestrahlungsstärke mit Pyranometern (global) und Pyrheliometern (direkt) nach ISO 9060 oder aus Satellitenbildern abgeschätzt.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Einstrahlung (Strahlungsenergie)
Die über einen Zeitraum pro Flächeneinheit empfangene Sonnenenergie, meist in kWh/m² pro Tag oder Jahr angegeben; das Zeitintegral der Bestrahlungsstärke.
- GHI (Globalstrahlung horizontal)
Gesamte kurzwellige Sonnenstrahlung auf eine horizontale Fläche, also die Summe aus Direktstrahlung und diffuser Himmelsstrahlung.
- DNI (Direktnormalstrahlung)
Sonnenstrahlung, die geradlinig von der Sonnenscheibe kommt, gemessen auf einer Fläche, die senkrecht zu den Sonnenstrahlen steht.
- DHI (diffuse Horizontalstrahlung)
Sonnenstrahlung, die nach Streuung an Molekülen, Aerosolen und Wolken auf eine horizontale Fläche trifft, ohne den direkten Strahl von der Sonnenscheibe.
- Standardtestbedingungen (STC)
Referenzbedingungen für die Leistungsangabe von PV-Modulen: 1.000 W/m² Einstrahlung, 25 °C Zelltemperatur und Sonnenspektrum AM1,5G.
- Albedo
Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung, den eine Oberfläche zurückwirft, von 0 (absorbiert alles) bis 1 (reflektiert alles).