Wie viel Sonnenenergie an einem bestimmten Ort auf der Erde ankommt, ist abhängig von der Stärke der Globalstrahlung und von der Sonnenscheindauer.

 

Momentanwert der Globalstrahlung (Leistung der Sonne)

Je nach Standort und Wetterverhältnissen ändert sich die Stärke der Globalstrahlung. Auch in Deutschland kommt es darauf an, wo in Nord- oder Süddeutschland man sich gerade befindet. Bei klarem Himmel hat die Sonnenstrahlung eine Leistung von bis zu 1.000 W/m² (Watt pro Quadratmeter).

Strahlungsleistung (in W/m²) der Sonne in Deutschland:

Wetterverhältnisse Sommer Winter

 größtenteils klarer Himmel 2 - Sonnenstrahlung - Wetter sonnig

 bis 1000 W/m²   bis 500 W/m² 
 leichte bis mittlere Bewölkung 2 - Sonnenstrahlung - Wetter wolkig
 bis 600 W/m²   bis 300 W/m² 
 starke Bewölkung bis trüber Nebel 2 - Sonnenstrahlung - Wetter trb
 bis 300 W/m²   bis 150 W/m² 

Die Globalstrahlung schwankt also, je nach Standort und Wetterlage, über das ganze Jahr hinweg. Aber auch abhängig davon, ob gerade Tag oder Nacht ist, ändert sich diese Strahlungsleistung erheblich. Für Deutschland ergibt sich eine durchschnittliche Globalstrahlung von 110 W/m² (gemittelt über Tag/Nacht, Breitengrad und Wetterverhältnisse). Am Äquator beträgt dieser Wert 800 W/m². Über die ganze Welt betrachtet, hat die Globalstrahlung im Durchschnitt eine Leistung von 165 W/m².

 

Tagessumme der Globalstrahlung (Energie der Sonne)

Die Tagessumme der Globalstrahlung ist die gesamte Sonnenenergie, die über einen ganzen Tag verteilt auf einem Quadratmeter Erdoberfläche ankommt. Sie setzt sich zusammen aus direkter Strahlung und diffuser Strahlung. In Deutschland sind die Anteile direkter Strahlung und diffuser Strahlung im Durchschnitt etwa gleich groß. Das bedeutet, dass rund die Hälfte der Globalstrahlung diffuser Sonnenstrahlung entspricht. Die Tagessumme der Globalstrahlung wird meist angegeben in Kilowattstunden pro Quadratmeter und Tag.

2 - Sonnenstrahlung - Diagramm Globalstrahlung

 

Jahressumme der Globalstrahlung (Energie der Sonne)

Für die Planung von Photovoltaikanlagen ist die Jahressumme der Globalstrahlung ein wichtiger Wert. Die Jahressumme der Globalstrahlung ist die gesamte Sonnenenergie, die im Laufe eines Jahres auf einem Quadratmeter ankommt. In der Sahara entspricht die Jahressumme der Globalstrahlung einer Energiemenge von rund 2200 kWh/m² (Kilowattstunden pro Quadratmeter). In Deutschland liegt diese jährliche Energiemenge zwischen etwa 950 kWh/m² und 1.200 kWh/m² (>> Jahreskarte 2013). Mit der Menge an Energie, die in Deutschland auf einen Quadratmeter trifft, könnte man ein Bügeleisen ca. 1.000 Stunden lang betreiben oder acht 15W-Energiesparlampen ein komplettes Jahr zum Leuchten bringen.

2 - Sonnenstrahlung - Jhrliche Globalstrahlung

 

Der Momentanwert der Globalstrahlung sagt aus, wie hoch die Leistung der Sonnenstrahlung zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Im Sommer, bei klarem Himmel hat die Sonnenstrahlung in Deutschland eine Leistung von bis zu 1.000 W/m² (Watt pro Quadratmeter Erdoberfläche).

Die Jahressumme der Globalstrahlung sagt aus, wie viel Sonnenenergie im Laufe eines ganzen Jahres an einem bestimmten Ort ankommt. In Deutschland liegt diese jährliche Energiemenge zwischen 900 kWh/m² und 1.200 kWh/m² (Kilowattstunden pro Quadratmeter Erdoberfläche).

Ungefähr 10 % der Energie der Sonne (bzw. Leistung) kann durch Solarzellen in elektrische Energie (bzw. Leistung) umgewandelt werden.

 

Quellen:
Transferstelle Bingen (2006): Rationelle und Regenerative Energienutzung, C.F. Müller Verlag, Heidelberg
M. Barmeier, W. Bäurle, M. Bergau (2005): Prisma NWA Physik 4/5, Ausgabe für Baden-Württemberg, Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart
http://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/energie/energiequellen/erneuerbare-energien/sonnenenergie/

http://www.energie-macht-schule.de/content/solarenergie
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenenergie
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenschein
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstrahlung
http://de.wikipedia.org/wiki/Globalstrahlung
http://www.musterhaushalt.de/durchschnitt/stromverbrauch/
http://www.sbz-monteur.de/category/haustechnik/page/9/

http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=dwdwww_result_page&portletMasterPortlet_i1gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FKlima__Umwelt%2FKlimagutachten%2FSolarenergie%2FGlobalstr__Karten__frei__target.html

Ein Quadratmeter Erdoberfläche

2 - Sonnenstrahlung - Quadratmeter


Der Momentanwert der Globalstrahlung

wird angegeben in der Einheit

W/m² (Watt pro Quadratmeter)

Der Wert sagt aus, wie stark die Leistung der Sonnenstrahlung zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. (>> mehr)


Die Jahressumme der Globalstrahlung

wird angegeben in der Einheit

kWh/m² (Kilowattstunden pro Quadratmeter)

Der Wert sagt aus, wie viel Energie, im Laufe eines ganzen Jahres, auf einem Quadratmeter ankommt. (>> mehr)


Solarzellen

Ungefähr 10 % der Energie der Sonne (bzw. Leistung der Sonne) kann durch Solarzellen in elektrische Energie (bzw. Leistung) umgewandelt werden.


Durchschnittliche Stromnutzung

Ein 4-Personen-Haushalt in Deutschland nutzt jährlich im Durchschnitt ca.

5.000 kWh elektrische Energie.

Das entspricht in etwa der Sonnenenergie, die jährlich auf 5 m² der Erdoberfläche trifft. Weil Solarzellen aber nur ein Zehntel der Sonnenenergie nutzbar machen können, bräuchte man 10 mal so viel Fläche (also 50 m²).


Online Rechner

Wie hoch ist der jährliche Energieertrag der geplanten Photovoltaikanlage? (>> mehr)


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