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Das Strahlungsangebot

Einstrahlung = Leistung

Am Rande der Erdatmosphäre strahlt die Sonne auf eine normal zur Strahlung stehende Fläche mit einer Energiestromdichte von 1,36 kW/m2 ein. Dieser Wert wird als Solarkonstante bezeichnet. In der Lufthülle wird diese Strahlung teils absorbiert, teils in den Weltraum zurück reflektiert, sodass im Schweizer Mittelland bei klarem Wetter noch eine Strahlungsleistung von höchstens 1 kW/m2 einfällt.
Die Sonne erscheint als eine 5512 Grad heisse Gaskugel, die aus den Elementen Wasserstoff (H), Helium (He), Lithium (Li), Beryllium (Be), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) besteht und einen Durchmesser von 1’400’000 Kilometer aufweist. Die gesamte auf den Kollektor treffende Strahlung heisst Globalstrahlung. Sie ist die Summe aus Direkt-, Himmels-, Reflexstrahlung. Bei Sonnenschein ist der diffuse Anteil 10 ... 40 %,, bei bedecktem Himmel oder Nebel 100 %.

Strahlungssumme = Energiemenge

Auf einen m2 horizontaler Fläche fallen im Mittelland jährlich etwa 1200 kWh Wärmeenergie ein. Im Winterhalbjahr sind es etwa 400 kWh, im Dezember rund 20 kWh. Die Kollektoren haben die Aufgabe, möglichst viel davon einzufangen und an die Wärmeverbraucher weiterzugeben. Das Bild zeigt die gemessene Globalstrahlung im Jahr 2003, Region Zürich 556 m.ü.M., dass im Winter, wenn die grösste Heizleistung benötigt wird, nur sehr wenig Sonnenwärme anfällt.

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