Es handelt sich um die Energiemenge pro Quadratmeter, die von einer Oberfläche (frei von Schatten oder Beschattung) absorbiert wird und nicht direkt von der Sonne stammt, sondern aufgrund von atmosphärischen Molekülen und Partikeln gleichmäßig aus allen Richtungen verteilt wird.
Die Menge an Sonnenstrahlung, die von einer Oberfläche empfangen wird, die ständig senkrecht (oder normal) zu den Strahlen gehalten wird, die in einer geraden Linie aus der Richtung der Sonne an ihrer aktuellen Position am Himmel kommen, wird als direkte Normalstrahlung (DNI) bezeichnet.
Eine Oberfläche kann oft die höchste jährliche Sonneneinstrahlung erzielen, wenn sie senkrecht zur einfallenden Strahlung steht . Sowohl konzentrierende Solarthermieanlagen als auch Anlagen, die der Sonne nachgeführt werden, sind besonders an diesem Wert interessiert.
Wie kann die direkte Normalbestrahlung gemessen werden?
Ein Pyrheliometer ist das wichtigste Instrument zur Messung der direkten Normalstrahlung (DNI). Pyrheliometer verwenden häufig Thermosäulensensoren am unteren Ende eines Lichtkollimatorrohrs und einer Glasscheibe , können aber alternativ auch mit einer anderen lichtempfindlichen Komponente anstelle der Thermosäule hergestellt werden.
Das Pyrheliometer kann aufgrund des auf 5° begrenzten Sichtfelds des Lichtkollimators nur den direkten Sonnenstrahl und die zirkumsolare Strahlung messen . Darüber hinaus erfordert dieser eingeschränkte Sichtbereich, dass Pyrheliometer parallel zur Sonne ausgerichtet werden.
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Wenn keine direkten Beobachtungen des DNI vorliegen, können zur Bestimmung des DNI koplanare Messungen der diffusen und Gesamtstrahlung mit Instrumenten mit einem Sichtfeld von 180° verwendet werden (der Einfallswinkel zwischen der Sammelebene und der Sonne muss ebenfalls bekannt sein).
Es wurden Modelle entwickelt, um den DNI aus der globalen horizontalen Bestrahlungsstärke (GHI) und anderen Umweltparametern abzuschätzen, wenn keine koplanaren diffusen und Gesamtstrahlungsmessungen verfügbar sind. Die Modelle DISC und DIRINT von E. Maxwell bzw. R. Perez sind zwei bekannte Modelle.
