Was ist diffuse Strahlung?

Für die Energiegewinnung mithilfe einer Photovoltaikanlage spielt die Sonneneinstrahlung eine zentrale Rolle. Trotz der immensen Dämpfung durch die Atmosphäre und die lange Strecke bis zur Erde enthalten die Strahlen viel Energie, die durch Solarmodule aufgefangen und in einem komplizierten Prozess in elektrischen Strom umgewandelt werden können.

Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus unterschiedlichen Strahlungsarten zusammen. Im Kontext der Betrachtung der Zusammensetzung spielt der Begriff der diffusen Strahlung eine bedeutungsvolle Rolle.

Was genau ist die diffuse Strahlung?

Der Oberbegriff für die Sonneneinstrahlung, die auf der Erde ankommt, lautet Globalstrahlung. Diese setzt sich wiederum aus direkter und diffuser sowie reflektierter Strahlung zusammen. Dabei handelt es sich bei der diffusen Strahlung um den Anteil, der nicht direkt von der Sonne emittiert wird.

Denn bis die von der Sonne aus geschickten Strahlen letzten Endes an der Erde ankommen, treten eine Steuerung und eine Adsorption auf. Im Rahmen der Streuung wechseln die Strahlen mehrfach die Richtung, hierfür verantwortlich sind unter anderem die Aerosole (Rayleigh-Streuung) und die Moleküle der Luft (Mie-Streuung).

Wie groß ist der Anteil an diffuser Strahlung?

Letzten Endes ist der Anteil der diffusen Strahlung global variabel, bleibt also nicht ständig gleich. Dies gilt auch für Deutschland. Der durchschnittliche Anteil wird von Experten auf etwa 50 Prozent der globalen Strahlung beziffert. Mit einer Betrachtung der gesamten Bestrahlungsstärke lassen sich entsprechende Zahlen ermitteln.

So beträgt die Sonneneinstrahlung auf die Atmosphäre etwa 1340 Watt pro Quadratmeter. Allerdings kommt nicht die volle Leistung der Strahlen auf der Erde an sich an, durch die Adsorption, die Streuung und die Reflexion erreichen noch etwa 1000 Watt pro Quadratmeter die Oberfläche der Erde.

Welche Einflussfaktoren gibt es auf die diffuse Strahlung?

Nicht nur die Gesamtmenge der Globalstrahlung schwankt deutlich, gleiches gilt auch für die diffuse Strahlung an sich. Durch die zahlreichen Einflussfaktoren variiert der Anteil. So spielt bereits der Winkel der Sonneneinstrahlung eine wichtige Rolle, welcher unter anderem von der geografischen Breite und der Jahreszeit bzw. dem Sonnenstand abhängt. Zusätzlich geht es auch um die Streuung an sich. Diese hängt beispielsweise von den unterschiedlichen Wetterverhältnissen ab.

So ist der Anteil der diffusen Strahlung beispielsweise bei bewölktem Himmel deutlich größer als bei strahlendem Sonnenschein. Gleiches gilt bei einer erhöhten Lichtfeuchtigkeit oder bei einer hohen Verschmutzung der Luft. Der Grund: Durch mehr Partikel in der Luft und die zusätzlichen Reflexionsmöglichkeiten entsteht unter den genannten Bedingungen deutlich mehr diffuse Strahlung und der Anteil steigt merklich an.

Welchen Zusammenhang gibt es zwischen diffuser Strahlung und Solarenergienutzung?

Wer sich für den Bau einer Photovoltaikanlage entscheidet, sollte sich im Rahmen der Nutzung auch mit dem Anteil der diffusen Strahlung beschäftigen. Prinzipiell steht einer Nutzung der Strahlung auch zur Energiegewinnung mithilfe der Zellen nichts im Wege, dennoch können diese den Ertrag der Anlage beeinflussen.

Dies liegt vorwiegend an der Tatsache, dass die diffuse Strahlung in einem anderen Winkel auf die Solarmodule trifft. Wer den voraussichtlichen Ertrag der neuen Anlage also entsprechend genau berechnen möchte, sollte den Anteil der diffusen Strahlung in die Berechnungen einbeziehen und die Daten hierzu kennen.