Globalstrahlung in Deutschland – Eine Sonnenreise durch unser Land

Hallo liebe Leserinnen und Leser, heute nehme euch mit auf eine spannende Reise durch Deutschland und beschäftigen uns mit einem wichtigen Thema: der Globalstrahlung. Die Sonne ist eine der wichtigsten Energiequellen, die unser Planet zu bieten hat.

Doch wie sieht es eigentlich mit der Globalstrahlung in Deutschland aus? Wie unterscheidet sie sich regional und wie können wir diese natürliche Energiequelle sinnvoll nutzen? Das alles erfahrt ihr in diesem Blogbeitrag.

Das Wichtigste in Kürze:

• Globalstrahlung ist die gesamte Sonnenenergie, die auf die Erdoberfläche trifft, und setzt sich aus Direktstrahlung und Diffusstrahlung zusammen.
• Die Stärke der Globalstrahlung wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, wie dem Sonnenstand, Wetterphänomenen, der Höhe des Standorts und der Luftverschmutzung.
• In Deutschland gibt es regionale Unterschiede in der Globalstrahlung, wobei südliche Regionen generell mehr Strahlung erhalten als nördliche.
• Die Globalstrahlung bietet in Deutschland großes Potenzial für die Nutzung von Solarenergie und den Ausbau erneuerbarer Energien.
• Photovoltaikanlagen sind eine effektive Möglichkeit, die Globalstrahlung zur Stromerzeugung zu nutzen, wobei die Effizienz von verschiedenen Faktoren abhängt, einschließlich der Albedo.
• Bei der Planung einer Photovoltaikanlage sollte man auf optimale Ausrichtung, Neigung und Verschattungsfreiheit der PV-Anlagen achten, sowie Fördermöglichkeiten und Speichertechnologien in Betracht ziehen.

Was ist Globalstrahlung?

Bevor wir uns auf die Reise begeben, wollen wir erst einmal klären, was Globalstrahlung überhaupt ist. Die Sonne sendet täglich unzählige Energiestrahlen zur Erde, die sowohl Licht als auch Wärme beinhalten.

Diese Energie nennt man „Strahlung“. Die Summe aller Strahlungen, die auf eine horizontale Fläche auf der Erdoberfläche trifft, bezeichnet man als Globalstrahlung. Sie setzt sich aus direkter Sonnenstrahlung, diffuser Himmelsstrahlung und Reflexionsstrahlung zusammen.

Welche Arten der Globalstrahlung gibt es?

Um die Globalstrahlung besser zu verstehen, wollen wir uns noch einmal genauer mit ihren verschiedenen Arten beschäftigen. Grundsätzlich lässt sich die Globalstrahlung in zwei Hauptkategorien unterteilen: die Direktstrahlung und die Diffusstrahlung.

Direktstrahlung ist der Teil der Sonneneinstrahlung, der ohne Umwege von der Sonne bis zur Erdoberfläche gelangt. Sie bildet den intensivsten und schattenwerfenden Teil der Globalstrahlung. Vor allem an klaren, sonnigen Tagen ist die Direktstrahlung besonders stark ausgeprägt.

Im Gegensatz dazu steht die Diffusstrahlung. Diese bezeichnet den Anteil der Sonnenstrahlen, der nicht direkt zur Erde gelangt, sondern auf seinem Weg von Wolken, Dunst oder anderen Partikeln in der Atmosphäre gestreut oder gebrochen wird. Die Diffusstrahlung erreicht uns also auf indirekten Wegen und wird daher auch Streustrahlung genannt.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass Strahlung, die von Wasser- oder Staubpartikeln in der Atmosphäre reflektiert oder absorbiert wird, nicht zur Globalstrahlung zählt.

Insgesamt setzt sich die Globalstrahlung also aus der Direktstrahlung und der Diffusstrahlung zusammen, wobei beide Anteile je nach Wetterbedingungen und Standort variieren können.

Wie wird die Globalstrahlung gemessen?

Die Globalstrahlung wird in der Einheit Watt pro Quadratmeter (W/m²) gemessen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzen spezielle Messgeräte, sogenannte Pyranometer, um die Stärke der Globalstrahlung festzustellen.

Durch die Messung der Globalstrahlung können wir genau feststellen, wie stark die Sonneneinstrahlung in verschiedenen Regionen ist und so das Energiepotenzial abschätzen, das uns zur Verfügung steht.

Einflussfaktoren auf die Globalstrahlung: Was beeinflusst die Sonnenenergie?

Um die Globalstrahlung in verschiedenen Regionen besser einschätzen zu können, ist es wichtig, die verschiedenen Faktoren zu kennen, die sie beeinflussen.

Die Solarstrahlung, die auf die Erdatmosphäre trifft, beträgt durchschnittlich 1368 W/m². Allerdings wird diese Strahlung auf ihrem Weg durch die Atmosphäre durch verschiedene Prozesse geschwächt. Zu den wichtigsten Einflussfaktoren zählen:

• Sonnenstand: Je höher der Sonnenstand, desto kürzer ist der Weg, den die Strahlung durch die Atmosphäre zurücklegen muss, und desto weniger wird sie abgeschwächt. Daher nimmt die Globalstrahlung mit zunehmender Äquatornähe zu. Auch im Sommer ist die Globalstrahlung aufgrund des höheren Sonnenstands größer als im Winter, ebenso wie mittags im Vergleich zu morgens oder abends.
• Wetterphänomene: Wetterbedingungen wie Wolken, Nebel oder Dunst beeinflussen die Streuung, Reflexion und Absorption der Solarstrahlung und wirken sich somit auf die Globalstrahlung aus. An klaren Tagen ist die Globalstrahlung in der Regel höher als an bewölkten oder nebligen Tagen.
• Höhe des Standorts: Die Höhe eines Standorts beeinflusst die Globalstrahlung, da in größeren Höhen eine geringere Luftschicht durchdrungen werden muss. Dadurch kommt es zu weniger Streuung, Absorption und Reflexion, und die Globalstrahlung ist in Höhenlagen tendenziell größer als in tieferen Lagen.
• Luftverschmutzung: Schadstoffe und Partikel in der Luft können die Solarstrahlung ebenfalls streuen, absorbieren oder reflektieren. In Gebieten mit starker Luftverschmutzung kann die Globalstrahlung daher geringer ausfallen als in weniger belasteten Regionen.

Zusammenfassend hängt die Stärke der Globalstrahlung von einer Vielzahl von Faktoren ab, die sowohl geografische als auch atmosphärische und klimatische Bedingungen betreffen. Diese Faktoren können von Standort zu Standort variieren und somit auch die Menge der verfügbaren Sonnenenergie beeinflussen.

Globalstrahlung in Deutschland: Ein regionaler Überblick

In Deutschland gibt es große regionale Unterschiede, wenn es um die Globalstrahlung geht. Generell lässt sich sagen, dass die Globalstrahlung im Süden und Westen des Landes höher ist als im Norden und Osten.

Süddeutschland: Sonnenland par excellence

Im Süden Deutschlands, insbesondere in Baden-Württemberg und Bayern, ist die Globalstrahlung am höchsten. Hier können jährlich bis zu 1.200 kWh pro Quadratmeter erreicht werden. Diese hohe Sonneneinstrahlung bietet ideale Voraussetzungen für die Nutzung von Solarenergie, etwa durch Solaranlagen auf Dächern oder in Solarparks.

Westdeutschland: Lichtblicke am Rhein

Auch im Westen Deutschlands, etwa entlang des Rheins, ist die Globalstrahlung relativ hoch. In Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz können Werte von bis zu 1.100 kWh pro Quadratmeter erreicht werden. Auch hier sind die Bedingungen für die Nutzung von Solarenergie sehr gut.

Ostdeutschland: Die Sonne geht auf

Im Osten Deutschlands ist die Globalstrahlung im Vergleich zum Süden und Westen etwas geringer. Dennoch sind auch hier Werte von bis zu 1.000 kWh pro Quadratmeter möglich, was immer noch genug Energie für eine effiziente Nutzung von Solartechnik bietet. Bundesländer wie Sachsen, Sachsen-Anhalt und Brandenburg profitieren dennoch von einer guten Sonneneinstrahlung, die in vielen Regionen zu einer sinnvollen Nutzung von Solarenergie führt.

Norddeutschland: Weniger Strahlung, aber Potenzial

In Norddeutschland, insbesondere in den Küstenregionen, ist die Globalstrahlung am niedrigsten. Hier werden jährlich etwa 900 bis 950 kWh pro Quadratmeter erreicht. Trotzdem bietet auch der Norden Deutschlands Potenzial für die Nutzung von Solarenergie. Durch den Einsatz von modernen, effizienten Solarmodulen kann auch bei geringerer Globalstrahlung eine angemessene Energieausbeute erzielt werden.

Die Bedeutung der Globalstrahlung für die Energiewende

Die Globalstrahlung spielt eine entscheidende Rolle bei der Energiewende in Deutschland. Durch die Nutzung von Solarenergie können wir unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren und einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Photovoltaik: Sonnenenergie direkt in Strom umwandeln

Die wohl bekannteste Methode, um Solarenergie zu nutzen, ist die Photovoltaik. Bei dieser Technologie werden Solarzellen eingesetzt, die Sonnenstrahlen direkt in elektrische Energie umwandeln.

Die Effizienz von Photovoltaik-Anlagen hat in den letzten Jahren stetig zugenommen, sodass auch bei geringerer Globalstrahlung noch genügend Energie erzeugt werden kann.

Albedo und ihre Bedeutung für Photovoltaikanlagen

Die Albedo ist ein Maß dafür, wie viel Sonnenstrahlung von Oberflächen reflektiert und ins All zurückgeschickt wird. Sie ist ein wichtiger Klimafaktor und beeinflusst auch die Einstrahlung auf Photovoltaikanlagen. Albedo-Werte reichen von 0 (keine Rückstrahlung) bis 1 (vollständige Rückstrahlung).

Zum Beispiel reflektiert Schnee viel Strahlung, während Wasser nur wenig reflektiert. Eis an den Polen hilft, die Erderwärmung zu regulieren, indem es Sonnenstrahlung zurück ins All reflektiert. Für Photovoltaikanlagen ist wichtig, dass Wolken eine Albedo von 0,3 bis 0,6 haben, was an bewölkten Tagen zu weniger Globalstrahlung führt.

Solarthermie: Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung nutzen

Eine weitere Möglichkeit, die Globalstrahlung zu nutzen, ist die Solarthermie. Bei dieser Technik werden Solarkollektoren eingesetzt, die die Sonnenenergie in Wärme umwandeln.

Diese Wärme kann dann zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung verwendet werden. Solarthermie-Anlagen sind besonders in Kombination mit modernen Heizsystemen wie Wärmepumpen eine effiziente und umweltfreundliche Lösung.

Fazit: Globalstrahlung als Chance für Deutschland

Die Globalstrahlung in Deutschland bietet uns eine enorme Chance, den Umstieg auf erneuerbare Energien voranzutreiben und einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Obwohl es regionale Unterschiede bei der Globalstrahlung gibt, bieten alle Teile des Landes Potenzial für die Nutzung von Solarenergie.

Durch den Einsatz von moderner Solartechnik und effizienten Energiesystemen können wir die Energie der Sonne optimal nutzen und so den Ausstoß von Treibhausgasen reduzieren. Zusammen mit weiteren Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Reduzierung des Energieverbrauchs können wir damit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.

In diesem Sinne wünsche ich dir strahlende Tage und viel Erfolg bei deinen Projekten rund um Solarenergie und erneuerbare Energien!