Optische Verluste: IAM und Verschmutzung

Treffen die Strahlen sehr schräg auf das Glas, wird ein Teil des Lichts reflektiert und erreicht die Zellen nicht. Das nennt man Einfallswinkelverlust (IAM). Die Verschmutzung des Glases fügt einen weiteren Verlust hinzu.

IAM-Modelle

Fresnel mit Antireflexschicht (Standard)

Berechnet die Reflexion mit den Fresnel-Gleichungen anhand der Brechungsindizes von Glas (n = 1,526) und Antireflexschicht (n = 1,290), mit Extinktionskoeffizient K = 4 m⁻¹ und Glasdicke L = 2 mm. Es ist das empfohlene Modell für Module mit Antireflexglas.

Es wird auf jede Komponente getrennt angewendet:

• Direkt und zirkumsolar: mit dem Einfallswinkel jeder Stunde.
• Diffus vom Himmel: mit einem effektiven Wert, der über den ganzen Himmel integriert (Marion-Integration) und von der Neigung abhängt.
• Vom Boden reflektiert: mit einem effektiven Winkel, kalibriert an PVsyst-Simulationen (θ = 71,0 − 0,435·Neigung, zwischen 20° und 75°).

Die effektive Diffusstrahlung mischt den isotropen und den zirkumsolaren Anteil nach dem zirkumsolaren Anteil jeder Stunde.

Martin-Ruiz

Empirisches Modell mit einem einzigen Parameter (Ar) und integrierten Ausdrücken für Direkt-, Diffusstrahlung und Albedo (Martin und Ruiz, 2001). Einfacher.

Verschmutzung

Die Verschmutzung wird mit den Parametern desselben Modells von Martin und Ruiz modelliert: einer Transmission (T_T) und einem Parameter Ar:

Je stärker die Verschmutzung, desto weniger lässt das Glas durch und desto empfindlicher reagiert es auf den Einfallswinkel.

Anwendung

Die Nettoeinstrahlung ist die Summe der drei Komponenten (direkt, diffus vom Himmel, reflektiert), jeweils multipliziert mit ihrem IAM-Faktor und der Verschmutzungstransmission:

POA_netto = T_T · ( POA_direkt · IAM_dir + POA_diffus · IAM_dif + POA_Boden · IAM_alb )

Wo man es sieht

In der Verlustkaskade erscheint es als „IAM-Verlust“ und „Verschmutzung“. Bei sauberem Glas und gut ausgerichteten Modulen liegt der IAM meist bei etwa 2–3 % pro Jahr.