Direkte Strahlung

Die Globalstrahlung, also die gesamte Sonneneinstrahlung auf der Erde, setzt sich aus drei Faktoren zusammen: die direkte Strahlung, die diffuse Strahlung und Reflexionsstrahlung. Ihr Anteil variiert und ist von vielen verschiedenen Faktoren abhängig.

Die direkte Strahlung ist der Anteil der Sonneneinstrahlung, der direkt auf der Erdoberfläche ankommt. Der Anteil direkter Strahlung wird vor allem durch Streuung der Sonneneinstrahlung, durch Reflexionen sowie Absorption von Teilen der direkten Strahlung vermindert.

Während auf die Atmosphäre die direkte Strahlung mit einer Intensität von rund 1.340 W/m² auftrifft, sind es an der Oberfläche nur noch rund 1.000 W/m², wobei hierin schon die diffuse Strahlung und Reflexionsstrahlung enthalten sind.

Der Anteil der direkten Strahlung an der Globalstrahlung variiert. Er ist nie gleich, da er von dem geografischen Standort, der Jahreszeit, Wettbedingungen, Klimabedingungen, Meereshöhe und Luftverschmutzung und Ähnlichem abhängt.

In Deutschland beträgt der Anteil an direkter Strahlung im Jahresdurchschnitt rund 50 % der Globalstrahlung. Der Anteil an direkter Strahlung verhält sich proportional zur Menge der Globalstrahlung: Je höher die Globalstrahlung ist, umso höher ist auch der Anteil an direkter Strahlung.

Bei wolkenlosem Himmel kann die Intensität der Strahlung eine Leistung von etwa 1000 Watt pro Quadratmeter erreichen. An einem trüben Tag im Winter kann sie jedoch bis auf 50 Watt pro Quadratmeter oder weniger absinken.

Es gibt Berechnungsmethoden, wie der Anteil direkter Strahlung an der Sonneneinstrahlung berechnet werden kann. Das ist für die exakte Ausrichtung der Solarmodule und die Ertragsberechnung interessant.

Dabei müssen allerdings einige Faktoren berücksichtigt werden: Einfallswinkel, geografische Breite, Deklination, Neigung der Ebene (Dachneigung), Azimutwinkel sowie Stundenwinkel.

Da aber Solarzellen nicht nur direkte Strahlung, sondern auch diffuse Sonneneinstrahlung nutzen können, sollten Interessierte eher auf die Daten der Globalstrahlung zurückgreifen, um den Photovoltaik Ertrag abzuschätzen. Hierfür gibt es öffentlich zugängliches Kartenmaterial oder kostenlose Geoinformationssysteme wie das PVGIS der Europäischen Union.