Was ist Sonneneinstrahlung?
Sonneneinstrahlung ist eine Berechnung der Menge der Sonnenstrahlung, die von der Sonne entweder über der Erdatmosphäre oder an Land empfangen wird. Der Begriff leitet sich von der Phrase INcoming SOLar RadiATION ab. Sie wird normalerweise als Watt pro Quadratmeter (W / m 2 ) für Solarzellenanwendungen oder Kilowattstunden pro Quadratmeter und Tag (kW-h / m 2 -Tag) definiert, was in der Meteorologie häufig für Wettervorhersagen verwendet wird. Betrachtet wird das gesamte Spektrum der Sonnenstrahlung, das von einer Wellenlänge von etwa 350 Nanometern bis zu 2.350 Nanometern reicht, obwohl das sichtbare Lichtspektrum für den Menschen nur zwischen 400 und 700 Nanometern liegt.
Sowohl die weltweiten als auch die regionalen Sonneneinstrahlungswerte wurden minutiös aufgezeichnet. Da die Diagrammwerte in der Regel auf den als nutzbar erachteten Einstrahlungsraten basieren, ist der Wert täglich häufig recht klein. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Sonnenlicht, das früh oder spät am Tag oder durch bewölkten oder regenbedeckten Himmel auf die Erdoberfläche gelangt, für Solarstromanwendungen oder industrielle und landwirtschaftliche Prozesse, die darauf angewiesen sind, häufig nur einen begrenzten Wert hat.
Auf einer globalen Karte der Sonneneinstrahlung basieren die Sonnenenergieraten auf einer optimalen Neigung zur Sonne, der niedrigsten Strahlung des Jahres für direktes Sonnenlicht und in Quadratmetern. Dies ergibt Werte in Stunden im Bereich von 6 bis 6,9 in äquatorialen Wüstenregionen und 1,0 bis 1,9 Stunden in nördlichen oder südlichen Breiten, die wenig direktes Licht erhalten. Europäische Nationen reichen von 3,5 Stunden pro Tag in Portugal bis zu 0,8 Stunden pro Tag in Island. Im Gegensatz dazu beträgt die Sonneneinstrahlung in einer Region wie Kalifornien in den USA in der Regel 5,5 Stunden pro Tag für jeden durchschnittlichen Quadratmeter Land, und Anchorage in Alaska erhält 2,09 Stunden.
Die Sonneneinstrahlung wird im Allgemeinen auch direkt von der Erdatmosphäre gedämpft. Ganz oben in der Atmosphäre sind die Sonneneinstrahlungsraten weltweit konstanter und werden auf 1.366 W / m 2 geschätzt. Sobald dieses Licht die Erdoberfläche erreicht hat, wurde es auf durchschnittlich 1.000 W / m 2 reduziert. Dies ist jedoch eine Übertreibung des tatsächlichen Strahlungsniveaus, da es sich nur um einen Wert handelt, der auf direktem Sonnenlicht basiert. Bei einer durchschnittlichen Sonneneinstrahlung über einen gesamten Zeitraum von 24 Stunden, einschließlich Nacht und Sonnenaufgang / Sonnenuntergang, sowie bei ungünstigen Umgebungsbedingungen sinkt die Sonneneinstrahlung auf etwa 250 W / m 2 .
Die Kenntnis des Einstrahlungswinkels für den Breitengrad und den Meeresspiegel eines Standorts bestimmt, wie groß ein Solarfeld sein muss, um eine vorhersagbare Energiemenge zu erzeugen. In der Regel ist in den Zeiträumen von 10 bis 16 Uhr direktes Sonnenlicht am häufigsten vorhanden. Solarzellen können zwar unter eingeschränkten Lichtbedingungen Strom erzeugen, sind jedoch in diesem Zeitraum am effizientesten.