Diffuse Strahlung ist eine gestreute Form des Sonnenlichts, die keine einzelne, gerichtete Quelle hat. Diese Strahlung wird von Partikeln in der Atmosphäre (wie Staubkörnern, Wassertröpfchen oder Molekülen) gestreut, bevor sie die Erdoberfläche oder Solarmodule erreicht.
Was ist diffuse Strahlung?
Merkmale:
- Diffuse Strahlung kommt aus allen Richtungen und nicht direkt von der Sonne.
- Es ist für die „diffuse“ Beleuchtung des Himmels verantwortlich, also für Licht, das beispielsweise auch bei bewölktem Wetter oder an schattigen Orten sichtbar ist.
Quellen:
- Atmosphäre: Die Streuung des Sonnenlichts durch Partikel in der Atmosphäre.
- Reflexionen: Sonnenlicht, das vom Boden, Gebäuden oder anderen Objekten reflektiert wird.
Diffuse Strahlung und Solarsysteme
Für Solaranlagen ist die diffuse Strahlung besonders wichtig, da Solarmodule nicht nur die direkte Sonnenstrahlung, sondern auch die diffuse Strahlung nutzen können.
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Energieproduktion bei bewölktem Wetter:
An bewölkten Tagen, wenn die direkte Strahlung abnimmt, sorgt die diffuse Strahlung dafür, dass Solaranlagen weiterhin Energie produzieren.
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Lokale Faktoren:
An schattigen Standorten, beispielsweise in dicht bebauten städtischen Umgebungen, spielt die diffuse Strahlung eine bedeutende Rolle bei der Energieproduktion von Solarzellen.
- Wirkungsgrad: Solarzellen, die diffuse Strahlung nutzen, wie etwa Module in Dünnschichttechnik, sind bei diffusem Licht besonders effizient.
Wodurch wird die diffuse Strahlung beeinflusst?
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Bewölkung:
Je stärker die Wolkendecke, desto mehr Licht wird in der Atmosphäre gestreut, wodurch das Verhältnis von diffuser Strahlung zu direkter Strahlung zunimmt.
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Luftverschmutzung:
Schadstoffpartikel in der Luft (z. B. Staub, Rauch) erhöhen den Streuungsgrad und damit die Menge der diffusen Strahlung.
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Luftfeuchtigkeit:
Bei hoher Luftfeuchtigkeit streuen Wasserpartikel das Licht, wodurch die Intensität der diffusen Strahlung zunimmt.
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Sonnenwinkel: Bei niedrigeren Sonnenständen (z. B. morgens oder am späten Nachmittag) legt das Licht einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurück, was zu einer stärkeren Streuung führt.
- Breitengrad: Der Anteil der diffusen Strahlung im Vergleich zur direkten Strahlung kann in höheren Breitengraden größer sein, da dort die Wahrscheinlichkeit einer Streuung des Sonnenlichts durch atmosphärische Bedingungen größer ist.
Vergleich von diffuser und direkter Strahlung
| Eigentum | Diffuse Strahlung | Direkte Strahlung |
|---|---|---|
| Quelle | Diffuses Licht | Licht, das direkt von der Sonne kommt |
| Richtung | Aus allen Richtungen | Aus einer Richtung |
| Bedeutung für Solarmodule | Wichtig bei bewölktem oder schattigem Wetter | Dominant bei klarem Wetter |
| Abhängigkeit vom Sonnenlicht | Hängt weniger ab | Es hängt stark von der Intensität des Sonnenlichts ab |
Zusammenfassung
Diffuse Strahlung spielt eine bedeutende Rolle für die Leistung von Solaranlagen, insbesondere bei Bewölkung oder Schatten. Obwohl an klaren Tagen die direkte Strahlung vorherrschend ist, sorgt die diffuse Strahlung dafür, dass Solarmodule unter unterschiedlichen Bedingungen Energie erzeugen. Durch die Berücksichtigung lokaler Umweltfaktoren und die Auswahl geeigneter Technologien kann die diffuse Strahlung bei der Planung und dem Betrieb von Solarenergiesystemen effektiv genutzt werden.