Ausgehend von der Gleichung des Sonnenstandes am Himmel im Jahresverlauf kann die maximale Sonneneinstrahlung auf eine Fläche bei einem bestimmten Neigungswinkel in Abhängigkeit von der geografischen Breite und dem Tag des Jahres berechnet werden. Diese Berechnungen sind auch bei der Verwendung von experimentellen Daten aus Sonnenstundenrekordern unerlässlich. Die folgenden Animationen berechnen die tägliche solare Bestrahlungsstärke, die Sonneneinstrahlung und die Anzahl der Stunden am Tag, in denen die Sonne scheint. Sie berücksichtigen keine lokalen Wettereffekte, so dass diese theoretischen Diagramme nicht für die Systemauslegung oder die Vorhersage des Betriebs verwendet werden können. Eine Beschreibung der einzelnen Graphen finden Sie in der Bildunterschrift.
Der Graph zeigt die Intensität der direkten Strahlung in W/m² über den Tag verteilt. Es ist die Energiemenge, die ein nachgeführter Konzentrator bei Abwesenheit von Wolken empfangen würde. Die Zeit ist die lokale Sonnenzeit. Stellen Sie den Breitengrad auf Ihren Standort ein und passen Sie dann den Schieberegler für den Tag an, um zu sehen, wie viel Strahlung für jeden Tag des Jahres vorhanden ist. Klicken Sie auf das Diagramm für numerische Daten
Die durchschnittliche tägliche Sonneneinstrahlung als Funktion des Breitengrades. Die drei Kurven sind die einfallende Sonneneinstrahlung, die horizontale Sonneneinstrahlung und die Sonneneinstrahlung auf einer betitelten Fläche, wie auf der Seite Modul Neigung definiert. Die tägliche Einstrahlung ist numerisch gleich der Anzahl der Sonnenstunden an einem Tag. Es wird angenommen, dass das Modul dem Äquator zugewandt ist, so dass es in der nördlichen Hemisphäre nach Süden und in der südlichen Hemisphäre nach Norden zeigt. Wenn der Breitengrad über den Äquator hinweg auf Null gestellt wird, zeigt das Modul in die entgegengesetzte Richtung. Der Graph ändert sich plötzlich am Äquator, da das Modul nun in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Klicken Sie auf den Graphen für die numerischen Daten
Die Anzahl der Stunden, die die Sonne jeden Tag scheint, also die Anzahl der Stunden zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang an jedem Tag. In Breitengraden über 67° scheint die Sonne während eines Teils des Jahres 24 Stunden lang. Überraschenderweise scheint die Sonne über das Jahr gemittelt überall auf der Welt durchschnittlich 12 Stunden pro Tag. In den nördlichen Breitengraden ist die durchschnittliche Intensität geringer als in den südlichen Breitengraden. Klicken Sie auf die Grafik, um die numerischen Daten zu sehen
Die Gleichungen zur Erstellung der obigen Diagramme sind unten angegeben. Diese Gleichungen sind in Sonnenzeit und nicht in Ortszeit berechnet. Die Korrektur zwischen lokaler Sonnenzeit und Ortszeit ist auf der Seite Die Position der Sonne angegeben.
Die Anzahl der Sonnenstunden ist einfach die Zeit zwischen Sonnenaufgang:
und Sonnenuntergang:
Die direkte Komponente der Sonnenstrahlung wird aus der Luftmasse bestimmt: