Kurz gesagt
Für jede Minute des Jahres wird der Sonnenstand bestimmt, das Licht an den Modulen reflektiert und geprüft, ob die Reflexion den Betrachtungspunkt erreicht, ob etwas den Weg versperrt und wie hell sie dort ist. Gerechnet wird mit durchgehend klarem Himmel; die Blendzeiten sind deshalb Höchstwerte.
Jeder Schritt der Rechenkette hat eine eigene Seite (Kap. V.1 bis Kap. V.7), dazu Filter (Kap. V.8), Parameter (Kap. V.9) und Quellen (Kap. V.10); wie die Berechnung geprüft wird, zeigt die Qualitätssicherung (Kap. D). Formeln, Schwellen und Grenzfälle stehen jeweils in den ausklappbaren Vertiefungen.
Überblick
PV-GlareCheck berechnet, wann und wie stark eine PV-Modulfläche Sonnenlicht so reflektiert, dass die Reflexion einen Betrachtungspunkt erreicht.
Gerechnet wird ein volles Jahr im Takt von 1 Minute. Für jede Kombination aus PV-Fläche und Betrachtungspunkt durchläuft jede Minute dieselbe Kette von Prüfungen:
1
Sonnenstand (Kap. V.1): Wo steht die Sonne, und wie stark ist die Direktstrahlung?
2
Die Anlage aus Sicht des Betrachtungspunkts (Kap. V.2): Welcher Teil der Modulfläche ist von dort zu sehen, und wie sind die Module ausgerichtet?
3
Trifft die Reflexion den Betrachtungspunkt? (Kap. V.3): Liegt der Betrachtungspunkt in der Reflexionskeule?
4
Ist der Weg frei? (Kap. V.4): Erreicht das Sonnenlicht die Fläche, und erreicht die Reflexion den Betrachtungspunkt?
5
Wie hell ist die Reflexion? (Kap. V.5): Leuchtdichte der Blendquelle und Beleuchtungsstärke am Auge.
6
Liegt die Reflexion im Sichtfeld? (Kap. V.6): Liegt die Blendquelle in der Blickrichtung des Betrachters?
7
Was gespeichert wird (Kap. V.7): jedes Ereignis mit Zeitpunkt, Richtung, Helligkeit und Sichtbarkeitsmerkmalen.
Besteht eine Reflexion die geometrische Prüfung (Schritt 3), wird sie mit allen Merkmalen gespeichert, auch wenn sie verschattet, verdeckt oder außerhalb des Sichtfelds liegt. Diese Merkmale werten erst die Filter im Bericht aus (Kap. V.8). Dadurch lassen sich Filter nachträglich ändern, ohne neu zu simulieren.
Klarer Himmel. Die Simulation setzt durchgängig klaren Himmel an. Die ausgewiesenen Blendzeiten sind damit die astronomisch möglichen Werte für die modellierte Geometrie, also eine Obergrenze. Bewölkung, Dunst, Niederschlag, Verschmutzung oder Schnee verringern die reale Blenddauer; sie sind nicht modelliert (Kap. VII).
Die Leitfäden für die Nachbarschaft legen dieselbe Annahme zugrunde. Die LAI-Hinweise rechnen mit einer Sonne, die von Aufgang bis Untergang scheint, und damit mit den astronomisch maximal möglichen Immissionszeiträumen (LAI, Anhang 2 Nr. 4, S. 24). Die OVE-Richtlinie R 11-3 lässt einstrahlungsbeeinflussende Witterung unberücksichtigt (Abschnitt 9, S. 14). Der Leitfaden von EnergieSchweiz und Swissolar rechnet mit ganzjährig wolkenlosem Himmel und gibt an, dass die jährliche Blenddauer mit durchschnittlicher Bewölkung an einem typischen Standort im Schweizer Mittelland um rund die Hälfte sinkt (Leitfaden 2023, S. 40–41). Welche Richtlinie welche Kriterien nennt und wie sie sich mit den Filtern des Berichts abbilden lassen, beschreibt Teil VI je Schutzgut (Kap. VI.1 bis Kap. VI.4).
Das Reflexionsmodell
Reale PV-Module reflektieren nicht wie ein idealer Spiegel. Das reflektierte Licht verteilt sich auf eine aufgeweitete Reflexionskeule um eine Reflexionsrichtung. Diese Richtung kann bei flachem Lichteinfall von der idealen Spiegelrichtung (Einfallswinkel = Ausfallswinkel) abweichen; das Modell bildet das über einen einfallswinkelabhängigen Reflexionsoffset δ ab.
Die Keule ist kreisförmig oder elliptisch: bei steilem Lichteinfall annähernd rund, bei flachem Lichteinfall in der Einfallsebene verlängert. Innerhalb der Keule ist die Leuchtdichte nicht gleichmäßig verteilt, sie ist im Zentrum am höchsten und fällt nach außen ab. Das Modell kann diesen Abfall mit bis zu drei konzentrischen Intensitätszonen abbilden: einem hellen Kern um die Reflexionsrichtung und bis zu zwei schwächeren, breiteren Kränzen um denselben Mittelpunkt.
Querschnitt
Intensitätszonen
Die Kennlinien eines Modultyps
Ein Modulprofil beschreibt jede Zone durch einfallswinkelabhängige Kennlinien für Leuchtdichte, Längs- und Querachse; den Reflexionsoffset δ teilen sich alle Zonen. Die Kennlinien sind in 10°-Schritten von 0° bis 90° hinterlegt und werden linear interpoliert. Der „perfekte Spiegel“ hat keine Kennlinien; die Leuchtdichte seiner Reflexion entspricht der Leuchtdichte der Sonne (Kap. V.5). Aufbau und Eingabe der Kennlinien, Unterschiede zwischen Glasarten und die Herkunft der Werte beschreibt Kap. 8, Abschnitt 8.3.
Perfekter Spiegel und reale Gläser
Der perfekte Spiegel in PV-GlareCheck setzt die Sonne als Scheibe von 0,53° an und nicht als Punkt. Sein Trefferbereich ist dadurch etwas größer als bei einer Punktquelle; die Blenddauer fällt eher länger aus. Reale Gläser streuen: Die Leuchtdichte der Reflexion sinkt, ihre Dauer steigt (OVE R 11-3, Abschnitt 3, S. 7; Leitfaden 2023, S. 40). Messungen an strukturierten und satinierten Gläsern zeigen, dass solche Oberflächen die Leuchtdichte gegenüber glattem Glas stark senken können (Babin et al. 2022; Toggweiler et al. 2024). Wie die Leitfäden die Reflexion des Moduls ansetzen und mit welchem Modultyp sich das abbilden lässt, fasst Kap. 8, Abschnitt 8.6, zusammen.