Globalstrahlung
Physik
Definition
Etwa 780 bis 1240 kWh pro Jahr und m² in Deutschland: als Globalstrahlung bezeichnet man die tatsächlich über einen langen Zeitraum (oft ein Jahr) auf einen Quadratmeter horizontale Fläche einstrahlende Solarenergie. Sie ist physikalisch gesehen eine Flächenleistungsdichte.
Was ist der Unterschied zur Solarkonstanten?
Die Solarkonstante von 1367 Watt gibt an, dass im Abstand der Erde von der Sonne in jeder Sekunde etwa 1367 Joule Energie auf einen Quadratmeter senkrecht zur Lichtrichtung einfallen. Auf einem realen Quadratmeter Erdoberfläche kommt dabei erheblich weniger Leistung an: nachts erfolgt gar keine Einstrahlung, Wolken und Staub dämpfen die Leistung und auch die geographische Breite spielt eine Rolle. Diese mindernden Faktoren werden von der Globalstrahlung berücksichtigt. Siehe auch Solarkonstante ↗
Was ist die übliche Einheit?
- Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr ...
- oder auch Kilowattstunden pro Quadratmeter und Monat:
- Beide Angaben sind verbreitet.
Wie viel von der Solarkonstanten kommt als Globalstrahlung an?
Eine in Deutschland sehr niedrige Globalstrahlung hat zum Beispiel das Emsland, mit etwa 780 kWh pro Jahr und m². Hohe Werte erreicht die Gegend südlich von Stuttgart mit bis zu 1900 kWH pro Jahr und m². Das entspricht einer gemittelten Strahlungsleistung von 90 bis etwa 220 Watt pro Quadratmeter. Die verwendeten Daten stammen aus den 2010er Jahren. Sie schwanken je nach Zeit und Ort erheblich. Sie zeigen aber eine Größenordnung: grob kommt in der Größenordnung von einem Zehntel der Sonnenstrahlung im Schnitt pro realem Quadratmeter Erdoberfläche an.
Was ist diffuse und direkte Strahlung?
Direkte Strahlung erreicht die Erdoberfläche auf kürzester Verbindungsstrecke von der Sonne zur Erdoberfläche. Sie kommt also direkt aus Richtung der Sonne. Die diffuse oder indirekte Strahlung erreicht die Erdoberfläche von beliebigen Punkten des Himmels aus. Hält man die eigene Hand in die Sonne, dann liegt eine Seite der Hand im eigenen Schatten. Dennoch ist diese Seite auch beleuchtet. Das Licht kommt vom blauen Himmel (Streulicht) oder von reflektierenden Wolken und Staubteilchen. Man fasst diese Strahlung zusammen als diffuse Strahlung. Siehe auch Himmelsblau ↗
Was sind typische Werte?
- Die folgenden Werte sind Mittelwerte von 1981 bis 2010.
- Sie gelten für das Bundesland Nordrhein-Westfalen.
- Die Angaben sind in kWh pro m² und Jahr:
- Hochsauerlandkreis: 950 bis 970
- Rheinische Bucht: 1050 bis 1060
