Definition Einstrahlung

Der Begriff Einstrahlung bezieht sich in der Photovoltaik auf die Menge an Sonnenenergie, die auf eine bestimmte Fläche trifft. Dies kann ein bestimmter Abschnitt des Erdbodens sein, aber auch die Oberfläche eines Solarmoduls oder einer Solarzelle. Technisch wird die Einstrahlung in Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen. Sie ist ein entscheidender Faktor für die Effizienz und Leistungsfähigkeit von Photovoltaik-Anlagen, da die erzeugte elektrische Leistung direkt von der einfallenden Sonnenstrahlung abhängt.

Einstrahlung und Solartechnik

Die Kenntnis der Einstrahlung ist für die Planung, den Bau und den Betrieb von Solarkraftwerken von entscheidender Bedeutung. Die erwartete Einstrahlung an einem Standort bestimmt, ob er für ein Solarkraftwerk geeignet ist, und beeinflusst die Ausrichtung und Neigung der Module, die Dimensionierung des Systems und die Erwartung, wie viel Strom das System erzeugen wird.

Einstrahlung und Photovoltaik

In der Photovoltaik wird die Einstrahlung, die auf eine Solarzelle fällt, in elektrische Energie umgewandelt. Sie bestimmt daher maßgeblich die Leistung und den Ertrag einer Photovoltaik-Anlage. Die Fähigkeit eines Photovoltaik-Moduls, die Sonneneinstrahlung zu absorbieren und in elektrische Energie umzuwandeln, wird als deren Wirkungsgrad bezeichnet.

Messung und Berechnung der Einstrahlung

Die Einstrahlung wird normalerweise mit Pyranometern gemessen, die die gesamte auf eine horizontale Fläche einfallende Sonnenstrahlung messen. Alternativ können auch Pyrheliometer verwendet werden, die die direkt auf eine in der Sonne ausgerichtete Fläche auftreffende Strahlung messen.

Die gemessene Einstrahlung kann durch folgende Faktoren beeinflusst werden:

• Jahreszeit: Die Sonneneinstrahlung variiert natürlich mit den Jahreszeiten. Im Sommer sind die Tage länger und die Sonne steht höher am Himmel, was zu einer höheren Einstrahlung führt.
• Breitengrad: In Äquatornähe ist die Einstrahlung in der Regel höher als in den Polregionen.
• Wetter: Wolken, Nebel und andere Atmosphärenzustände können die Einstrahlung erheblich reduzieren.
• Lokale Gegebenheiten: Gebäude, Bäume und andere Hindernisse können Schatten werfen und somit die Einstrahlung auf eine bestimmte Fläche reduzieren.

Einstrahlung in der Praxis

In der Praxis verwenden Photovoltaik-Planer globale Einstrahlungskarten und -datenbanken, um die erwartete Sonneneinstrahlung an einem bestimmten Standort abzuschätzen. Diese Werkzeuge basieren auf langjährigen statistischen Daten und ermöglichen eine sehr genaue Vorhersage der erwarteten Stromproduktion und somit eine genaue Wirtschaftlichkeitsberechnung für Photovoltaikprojekte.