Definition: Einfallswinkel

Der Einfallswinkel ist ein Begriff, der in der Physik verwendet wird und bezeichnet den Winkel zwischen der Richtung eines einfallenden Strahls (in unserem Fall Sonnenstrahl) und der Normalen (orthogonale Linie zur Fläche) auf einer Oberfläche. Im Kontext der Photovoltaik wird der Einfallswinkel verwendet, um die Menge an Sonnenlicht zu bestimmen, die auf eine Solarzelle oder ein Solarmodul trifft.

Einfallswinkel in Bezug auf Photovoltaik

In der Photovoltaik ist der Einfallswinkel von größter Bedeutung, da er bestimmt, wie viel Sonnenlicht tatsächlich auf die Solarzellen trifft und dementsprechend wie viel Strom erzeugt werden kann. Optimalerweise sollte der Sonnenstrahl senkrecht auf die Zelle treffen, d.h. einen Einfallswinkel von 0 Grad haben, um die bestmögliche Leistung zu erzielen.

Mögliche Einfallswinkel:

• 0 Grad: Der Sonnenstrahl trifft senkrecht auf die Zelle. Dieses Szenario bietet das höchste Potenzial für die Erzeugung von elektrischer Energie, da die gesamte Energiemenge der Sonnenstrahlen auf der Solarzelle landet.
• 90 Grad: Der Sonnenstrahl trifft parallel zur Oberfläche auf die Solarzelle und produziert daher keine oder nur sehr geringe Energie.
• Zwischen 0 und 90 Grad: Wird der Sonnenstrahl auf die Solarzelle reflektiert, verringert sich die Menge der auf der Zelle ankommenden Energie, was eine geringere Stromerzeugung zur Folge hat. Je größer der Einfallswinkel, desto größer ist der Energieverlust.

Zusammenhang mit der Ausrichtung von Solarzellen

Die Kenntnis des Einfallswinkels ist wichtig für die richtige Ausrichtung und Neigung von Solarzellen und Solarmodulen. Solarzellen sollten so ausgerichtet werden, dass sie während der stärksten Sonnenstunden (in der Regel zwischen 10:00 und 16:00 Uhr) den kleinstmöglichen Einfallswinkel haben. Hierdurch wird eine optimale Stromerzeugung gewährleistet. In der Praxis bedeutet dies, dass die Solarzellen im Idealfall nach Süden (in der Nordhalbkugel) ausgerichtet und in einem bestimmten Winkel zur Sonne geneigt sein sollten.

Fazit: Einfallswinkel und Photovoltaik

Der Einfallswinkel spielt eine zentrale Rolle in der Photovoltaik. Durch eine optimale Ausrichtung und Neigung der Solarzellen kann der Einfallswinkel minimiert und somit die Energieausbeute maximiert werden.