Diffuse Strahlung

Die Sonneneinstrahlung, die auf die Erde trifft, wird auch als Globalstrahlung bezeichnet. Das ist die solare Strahlung, die auf eine definierte horizontale Fläche auftrifft. Angegeben wird sie in Kilowattstunden pro Jahr pro Quadratmeter. Die Globalstrahlung setzt sich aus direkter und diffuser sowie reflektierter Strahlung zusammen.

Definition

Die diffuse Strahlung ist der Anteil an der Sonneneinstrahlung, der nicht direkt von der Sonne emittiert wird und dann auf die Erdoberfläche auftritt. Auf dem langen Weg der Sonneneinstrahlung von der Sonne bis zur Erdoberfläche kommt es zur Adsorption von Strahlungsanteilen und vor allem zur Streuung. Diese Streuung der Sonneneinstrahlung bezeichnet letztlich eine Richtungsänderung der Strahlung. Die Streuung ist auf die Reflexion der Strahlung an Aerosolen (dann handelt es sich um die sogenannte Rayleigh-Streuung) oder an Luftmolekülen (dann spricht man von Mie-Streuung) zurückzuführen. Bei diffuser Strahlung kann keine Strahlungsrichtung angegeben werden.

Anteil diffuser Strahlung

Die Sonneneinstrahlung auf die Atmosphäre der Erde beträgt 1340 W/m2. Selbst bei wolkenlosem Himmel wird diese Strahlung aber durch Adsorption, Streuung und Reflexion bis auf durchschnittlich 1000 W/m2 vermindert. Der Anteil an diffuser Strahlung beträgt in Deutschland durchschnittlich 50 %, er ist jedoch variabel.

Einflussfaktoren auf diffuse Strahlung

Der Anteil diffuser Strahlung hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Zunächst ist der Winkel zu nennen, in dem die Sonneneinstrahlung auf die Erde trifft. Dieser hängt von der geografischen Breite sowie von der Jahreszeit, also dem Sonnenstand ab. Da aber die Streuung entscheidend von Aerosolen und Molekülen beeinflusst wird, hängt der Anteil diffuser Strahlung auch von den jeweiligen Wetterverhältnissen ab, bei Bewölkung ist ihr Anteil höher als bei wolkenlosem Himmel, ebenso bei hoher Luftfeuchtigkeit. Außerdem kann eine hohe Luftverschmutzung den Anteil der diffusen Strahlung an der Globalstrahlung erhöhen.

Diffuse Strahlung und Solarenergienutzung

Für die Nutzung der Solarenergie ist die Kenntnis des Anteils an diffuser Strahlung wichtig, weil sie in einem anderen Winkel auf die Solarzellen treffen und dadurch den Ertrag beeinflussen. Selbstverständlich kann die diffuse Strahlung auch von Photovoltaikzellen genutzt werden.