Einstrahlung und Transposition
Die Wetterdaten liefern die Einstrahlung auf die horizontale Ebene. Die Module sind geneigt, daher muss die tatsächlich empfangene Einstrahlung berechnet werden: die Einstrahlung in der Modulebene (POA).
Sonnenstand
Für jede Stunde werden Zenitwinkel und Sonnenazimut aus Breite, Länge und Höhe des Standorts berechnet (Sonnenstandsalgorithmus von pvlib). Standardmäßig wird der Zeitpunkt des Zeitstempels verwendet; ein optionaler Versatz (in Minuten) verschiebt diesen Zeitpunkt (PVsyst verwendet +10). Nachts ist die Einstrahlung in der Ebene null.
Komponenten der POA
Die Einstrahlung auf die Ebene setzt sich aus drei Teilen zusammen:
| Komponente | Herkunft |
|---|---|
| Direkt | DNI × cos(Einfallswinkel) |
| Diffus vom Himmel | Der Anteil der horizontalen Diffusstrahlung, der die Ebene erreicht; berechnet mit dem Transpositionsmodell |
| Vom Boden reflektiert | GHI × Albedo × (1 − cos(Neigung)) / 2 |
Transpositionsmodelle
Sie unterscheiden sich darin, wie sie die Diffusstrahlung des Himmels aufteilen. Die Wahl erfolgt in den Erweiterten Einstellungen:
| Modell | Beschreibung |
|---|---|
| Perez (Standard) | Empirisch anisotrop: teilt die Diffusstrahlung in zirkumsolar, Horizontband und Himmelsgewölbe. Das genaueste und empfohlene |
| Hay-Davies | Einfach anisotrop: Ein Teil der Diffusstrahlung kommt aus der Umgebung der Sonne, der Rest vom ganzen Himmel |
| Reindl | Variante von Hay-Davies, die die Horizontaufhellung ergänzt |
| Klucher | Korrigiert isotrop: mehr Diffusstrahlung bei klarem Himmel und nahe dem Horizont |
| King | Isotrope Diffusstrahlung mit empirischer Korrektur nach dem Zenitwinkel; nur als Referenz |
| Isotrop | Die Diffusstrahlung kommt gleichmäßig vom ganzen Himmel; das einfachste, unterschätzt geneigte Ebenen oft |
Alle werden mit pvlib berechnet; die eigene Implementierung von Hay-Davies wird in den Tests mit der von pvlib verglichen (Abweichung unter 1 % bei sechs Ausrichtungen).
Verschattung der POA
Vor den optischen Verlusten reduziert das Verschattungsmodul die Direkt- und Zirkumsolarstrahlung (mit dem k-Faktor des elektrischen Modells) und die isotrope Diffusstrahlung um den verdeckten Himmelsanteil. Siehe Objekte und Verschattung.
Ferner Horizont
Steht die Sonne unter dem Horizontprofil, ist die Direktstrahlung null. Siehe Horizont.
Was zu erwarten ist
Die Transposition ist eine der größten Quellen für Unterschiede zwischen Programmen. In mittleren Breiten erhält eine nach Süden ausgerichtete, gut geneigte Ebene mehr Jahreseinstrahlung als die horizontale. In der Verlustkaskade erscheint sie als Gewinn „Transposition“.