Breitengrad & Solartechnik

Erklärung der geographischen Breite

Flensburg in Schleswig Holstein: 54.781944° Breite und 9.436667° Länge. Was bedeuten diese Angaben? Flensburg im Norden Deutschlands liegt auf dem 54. Breitengrad oder 54  Stunden vom Äquator entfernt, wobei der Nordpol den 90. Breitengrad innehat. Südlich des Äquators wechselt das Vorzeichen hingegen ins Negative: Der geographische Südpol steht somit stellvertretend für den einen Breitengrad von -90° ist somit genau  90 x 111,32 = 10018,8 Kilometer vom Äquator entfernt. Bereits im Mittelalter konnten Seefahrer in der nördlichen Hemisphäre ihren Breitengrad relativ einfach bestimmen, da er abhängig von Position durch die Messung des Winkels zwischen dem Horizont und dem Polarstern relativ exakt zu ermitteln ist. Am Äquator stand der Polarstern senkrecht (Null Grad), während der Stern in Nähe des Nordpols knapp über dem Horizont steht.

Analog zur geographischen Breite existiert die geographische Länge ("Längengrad") zur exakten Bestimmung einer Position auf der Erde. Der Nullmeridian im englischen Greenwich bei London markiert das Äquivalent zum Äquator und markiert die Nulllinie.

Einfluss des Breitengrads auf den solaren Ertrag von Solaranlagen

Der Breitengrad ist eine maßgebliche Größe zur Prognose des zu erwartenden Solarertrags und der Rentabilität, sowohl bei thermischen Solaranlagen für Wärme als auch bei Photovoltaik-Anlagen für Solarstrom. Im Süden Deutschlands ist die Intensität der Sonnenstrahlung etwas höher als im Norden der Republik. Regionale Unterschiede liegen zumeist in der allgemeinen Wetterlage und Wolkenbildung in der jeweiligen Region begründet. In der Solarthermie ist oftmals insbesondere in den weniger sonnigen Monaten ein besonders hoher Wärmebedarf erwünscht, während in der Solartechnik der Photovoltaik und deren Solar Anlagen vielmehr absolute Jahreserträge für eine hohe Einspeisevergütung zählen.

Strahlungsintensität in kW/m2 in Deutschland; abhängig vom geographischen Breitengrad

Strahlungsintensität in den Breitengraden Deutschlands

Die alltägliche Strahlungsintensität in den Breitengrad  Deutschlands hängt stark von der Jahreszeit ab: In den wenig sonnigen Wintermonaten liegt sie bei lediglich bei ca. 600 W/m², während im Hochsommer tagsüber 5000 W/m² auf Deutschland niedergehen. Die auf der Solarkarte angegebene Strahlungsintensität für Solaranlagen in Deutschland spiegelt insofern einen Jahresmittelwert wieder. Ein interessanter Vergleich der Strahlungsintensität in Mitteleuropa findet zudem im Artikel über die Globalstrahlung im Online Solar-Lexikon von Paradigma statt.

Der Breitengrad Deutschlands bei Photovoltaik - Solaranlagen

Bei der Solartechnik Photovoltaik sollte aufgrund der vorgestellten Unterschiede hinsichtlich der jährlich auf die Bundesrepublik niedergehenden Sonnenstrahlung daher der Fokus auf sommerliche Höchsterträge für eine möglichst hohe solare Rentabilität durch die gesetzlich verankerte Einspeisevergütung für Solarstrom gerichtet sein. Der Solarstrom für Photovoltaik-Anlagen wird schließlich auch unabhängig von der Jahreszeit und der Anzahl an Sonnenstunden gleich vergütet. Anders sieht es jedoch bei der Solartechnik der Solarthermie aus. Hier sollte bei der Planung einer solarthermischen Anlage explizit auf den Breitengrad und der hiermit verbundenen Solarstrahlung eingegangen werden.

Die geographische Breite bei Solarthermie - Solaranlagen

 Der Bedarf an Wärme ist in unseren Gefilden bekanntlich ausgerechnet dann am größten, wenn zugleich die Sonne nur für wenige Stunden über dem Horizont erscheint. Im Hochsommer bleibt die Heizung bei der Installation einer Solaranlage ausgeschaltet. Die benötigte Wärme für die Warmwasser-Erwärmung wird durch die Sonne bereitgestellt. Im Winter und in den Übergangsmonaten des Herbstes und des Frühlings kommt deutlich weniger Sonnenlicht und Solarenergie auf den Absorberflächen der Solarkollektoren für Wärme an. Folglich sollte ein möglichst hoher Anteil der eintreffenden Wärme auch gesammelt und verwendet werden. Um möglichst auch in den weniger sonnigen Monaten einen möglichst hohen Solarertrag erwirtschaften zu können, empfiehlt sich in der Solarthermie der Einsatz von besonders effizienten CPC Vakuumröhrenkollektoren in unseren Breitengraden. Ein Solarkollektor auf Basis moderner Vakuumröhren mit reflektierenden CPC-Spiegeln holt auch noch das letzte Quäntchen Energie aus dem Sonnenlicht und vermag es in nutzbare Solarwärme für die solare Warmwasserbereitung und solare Heizungsunterstützung umzuwandeln.

Die optimale Ausrichtung von Solaranlagen in unseren Breitengraden empfiehlt einen Neigungswinkel oder Dachneigung, bzw. eine zusätzliche Aufständerung einen zwischen 30  und 55° in Neuberend (Schleswig Holstein). Ein paar Grad Unterschied bewirken höhere solare Erträge bei Solaranlagen zu bestimmten Jahreszeiten. Der Winkel und kann relativ einfach über einen anderen Neigungswinkel und einer Aufständerung für einen höheren Solarertrag korrigiert werden.

Lexikon

Das Paradigma Lexikon vermittelt Fachbegriffe der Solarthermie, Photovoltaik, Heizungen und aus dem Themengebiet der erneuerbaren Energien, sowie komplexe Technik und Funktionsweisen. Das Online Solar Lexikon von Paradigma aus Karlsbad, einem führenden Hersteller umweltfreundlicher Gas- und Pelletsheizungen sowie von thermischen Solaranlagen für Warmwasser und solares Heizen wird ständig erweitert und angepasst.

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