Sonneneinstrahlung zwischen zwei Datenpunkten

Gunnar · Anmeldungsdatum: 01.03.2023 Beiträge: 2

Meine Frage:
Guten Tag, ich habe ein großes Verständnisproblem.

Aktuell logge Daten zur Sonneneinstrahlung in W/m². Es wird alle 120 Sekunden ein Datenpunkt von 00:00 bis 23:59 ermittelt. Die Punkte geben aber nur einen den Wert in dieser Sekunde wieder. Wenn die Punkte in Excel in ein Diagramm eingegeben werden, entsteht nat. eine schöne Glockenkurve.
Mir ist nicht klar wie ich die Werte unter der Kurve berechnen kann. Ich möchte da auf einen einfachen Weg haben, da ich mich mit Kurvendiskussionen nicht auskenne. Das Ziel soll sein die Einstrahlungsleistung für 120 Sekunden zu erhalten.

Dies soll verglichen werden mit der spezifischen Arbeit die verrichtet werden muss um in 120 Sekunden eine gegebene Luftmenge zu erwärmen. Da habe ich keine Probleme das zu berechnen, da ja eine Differenz der Masse vorliegt und die spezifische Kapazität der Luft gleich bleibt... aber sich eben die Masse eben auf die geförderte Zeit von 120 Sekunden bezieht..

Meine Ideen:
Meine Idee ist über x und y, oder Länge x Breite zwei Flächen mit dem größeren und dem kleineren y-Wert zu berechnen und diese von einender abzuziehen. Da komme ich aber nicht weiter. Mein Ergebnis soll in W/s angegeben werden.. Watt/ min / kW/ min...

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Ich verstehe ehrlich gesagt nicht genau, was Du schreibst bzw. brauchst.

Aber: Du weißt schon, dass eine Leistung (in der Einheit Watt z. B.) Arbeit pro Zeit ist, oder? Für mich macht also Dein Wunsch nach W/s (also Leistung pro Zeit, was dann ja Arbeit pro Zeit pro Zeit wäre) keinen richtigen Sinn.

Das Problem ist doch eher, dass Du die Arbeit für die 12s nicht wirklich kennst, weil Du nur eine Momentaufnahme der Leistung hast. Wenn Du die Momentan-Leistung mit den 12s multiplizierst, hast Du einen geschätzten Wert für die Arbeit, aber je nachdem, wie sich die Leitung in der Zeit verändert hat, kann es in Wahrheit viel mehr oder weniger sein. Besonders wenn Wolken durch ziehen, dann kann die Einstrahlung ja erheblich vom einen zum anderen Augenblick schwanken. Je nachdem, zu welchem Zeitpunkt die aktuelle Momentan-Leistung bestimmt wurde, kann das also ein Wert sein, der überhaupt nicht dem Mittelwert der 12s entspricht.

Gruß
Marco

krimsekt · Gast

Noch so ein Balkonkraftwerksbesitzer.

Gunnar · Anmeldungsdatum: 01.03.2023 Beiträge: 2

Hallo Marco,

danke für deine Antwort. Ich hab das Problem noch nicht richtig gelöst. Meinen Fehler Arbeit /Zeit/ Zeit habe ich verstanden.
Ich werde den Mittelwertannehmen. Also die 30 Werte aufaddieren und durch 30 teilen. Dann ergibt das in dem Fall auch 451,09 W/m² in der Stunde (Uhrzeit 10:59 in der Excel-Tabelle) Tabellen senden ist hier leider verboten.

Wenn man die eine Spalte öffnet, steht da der gemessene Wert (W)/ 0,03333333333. Das wäre der Umrechnungsfaktor Ws in Wh.... dies für 30 Werte summiert ergibt exakt wieder 451,09 Wh...

Also die Zusammenhänge sind mir noch nicht so recht klar. Meine Kollegin aus der Heizung Lüftung Sanitär Fraktion sagt dass ein Mittelwert vollkommen ok wäre. ???

Grüße Gunnar

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Willkommen im Physikerboard!

Das passt alles, finde ich.

Grundsätzlich hat Marco natürlich recht: in den zwei Minuten kann sich theoretisch die Strahlungsleistung kurzzeitig stark ändern. Dann dürfte man die am Anfang dieser Zeitspanne gemessene Leistung nicht als konstant annehmen und nicht einfach mit den zwei Minuten malnehmen, um die Arbeit zu ermitteln.

Das ist aber typischerweise nicht der Fall. Klar kann in den zwei Minuten mal kurz eine Wolke durchziehen, dann hat man halt einen zu hohen Wert. Oder die Wolke ist gerade bei der Messung da und gleich wieder weg, dann ist der Wert zu niedrig. Aber diese Fehler sollten sich wegmitteln, schätze ich.

Somit kannst Du beruhigt einfach den Leistungswert mit den 120 Sekunden multiplizieren, um die Energie zu berechnen, die Du in dieser Zeit sammeln könntest. Der erste berechnete Wert ist in der Tat 3,3 Wattstunden, also 11880 Joule, die Du in diesen ersten zwei Minuten aus einem Quadratmeter herausziehen hättest können. Die hätten dann entweder einen Akku aufgeladen oder Du hättest die zwei Minuten ein 99-Watt-Gerät betreiben können, das eben zum Beispiel Luft erwärmt.

Beantwortet das Deine Frage?

Viele Grüße
Steffen