Solare Einstrahlung
Solare Einstrahlung ist die momentan auf eine Flächeneinheit gelieferte Sonnenleistung, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m2). Sie ist die primäre Eingangsgröße jedes Ertragsmodells und bestimmt, wie viel Energie eine PV-Anlage zu jedem Zeitpunkt unter den jeweiligen Himmelsbedingungen theoretisch erzeugen kann.
Solare Einstrahlung ist der momentan auf eine Fläche treffende Sonnenleistungsfluss, gemessen in Watt pro Quadratmeter (W/m2). Sie ist keine konstante Größe: Sie variiert mit Tageszeit, Jahreszeit, Bewölkung, atmosphärischen Aerosolen und dem Winkel zwischen Sonne und empfangender Fläche. Jede Solarertragsberechnung beginnt hier.
Drei Komponenten bilden das Gesamtbild. Die globale horizontale Einstrahlung (GHI) ist die Gesamtstrahlung auf eine horizontale Fläche und der Wert, den die meisten Bodenstationen und Satellitendatensätze melden. Die direkte Normalstrahlung (DNI) isoliert den direkt von der Sonnenscheibe einfallenden Strahlanteil. Die diffuse horizontale Einstrahlung (DHI) erfasst die aus allen Himmelsrichtungen gestreute Strahlung, die die Oberfläche erreicht. GHI ist gleich der Summe aus DHI und der horizontalen Projektion von DNI.
Für eine reale PV-Anlage zählt vor allem die Modulebenen-Einstrahlung (POA): Der GHI wird für die tatsächliche Neigung und Ausrichtung des Moduls zerlegt und neu kombiniert, dann um Bodenreflexion und Horizont-Diffuser-Anteile angepasst. Eine südausgerichtete Anlage mit 30 Grad Neigung in Mitteleuropa erhält typischerweise 10 bis 15 Prozent mehr Jahreseinstrahlung als eine horizontale Fläche am gleichen Standort. Ein Tracker treibt diesen Gewinn weiter, indem er das Panel kontinuierlich auf DNI ausrichtet.
Der STC-Wert von 1000 W/m2 ist der Referenzpunkt für Modulleistungsangaben. Feldbedingungen erreichen STC selten: Die meisten Spitzenstunden liegen zwischen 700 und 900 W/m2, und thermische Verluste drücken die effektive Ausgangsleistung selbst bei diesen Werten unter den Nennwert.
Datenquellen für die Einstrahlungsmodellierung umfassen NASA POWER, PVGIS, Meteonorm, NRELs NSRDB und Solargis. Jeder Datensatz unterscheidet sich in räumlicher Auflösung, zeitlicher Mittelung und Satelliten-Retrieval-Methodik, sodass Ertragsschätzungen für denselben Standort je nach gewählter Quelle um 3 bis 8 Prozent variieren können.
Warum es für Solarinstallateure entscheidend ist
Einstrahlung ist die einzige Eingangsgröße, die der Installateur nicht steuern kann, aber präzise erfassen muss. Ein Einstrahlungsdatensatz, der die Ressource eines Standorts um 5 Prozent überschätzt, bläht den prognostizierten Ertrag um 5 Prozent auf, was die reale Amortisationszeit verkürzt und einen enttäuschten Kunden verursacht. solarVis bezieht standortspezifische Einstrahlungsdaten direkt in die Machbarkeitsanalyse und das 3D-Design-Canvas ein und übersetzt rohe W/m2-Werte in präzise POA-Schätzungen, die Neigung, Ausrichtung und Verschattungsverluste der Anlage berücksichtigen, bevor sie das Angebot erreichen.
Häufige Fragen
- Was ist der Unterschied zwischen Einstrahlung und Insolation?
- Einstrahlung ist eine momentane Leistungsmessung, ausgedrückt in W/m2. Insolation (oder Sonneneinstrahlungsenergie) ist die über die Zeit integrierte Einstrahlung, ausgedrückt in kWh/m2/Tag oder kWh/m2/Jahr. Einstrahlung lesen Sie an einem Live-Sensor ab; Insolationswerte verwenden Sie zur Modellierung des Jahresenergieertrags.
- Was sind GHI, DNI und DHI?
- GHI (Global Horizontal Irradiance) ist die gesamte Strahlung auf eine flache horizontale Fläche und enthält direkte und diffuse Anteile. DNI (Direct Normal Irradiance) ist die Strahlung, die senkrecht auf eine zur Sonne ausgerichtete Fläche trifft. DHI (Diffuse Horizontal Irradiance) ist die aus dem Himmel gestreute Strahlung. Die meisten Ertragssimulationen starten mit GHI und zerlegen ihn in DNI und DHI, um die Modulebenen-Einstrahlung bei der tatsächlichen Modul-Neigung und -Ausrichtung zu berechnen.
- Was ist die Standard-Test-Bedingung-Einstrahlung und warum ist sie wichtig?
- Standard-Testbedingungen (STC) definieren die Modulleistung bei genau 1000 W/m2 und 25 Grad Celsius. Die Nennleistung auf jedem Moduldatenblatt wird unter STC gemessen. In der Praxis liegt die Einstrahlung meist unter 1000 W/m2 und die Modultemperatur über 25 Grad, sodass die tatsächliche Ausgangsleistung fast immer unter dem Datenblattwert bleibt.
