Kurz gesagt
Für jede Minute eines Referenzjahres (365 Tage) wird berechnet, wo die Sonne steht und wie stark ihre direkte Strahlung bei klarem Himmel ist. Den Sonnenstand liefert der Solar Position Algorithm (SPA) des NREL in der Bibliothek pvlib. Alle Zeiten gelten in der Normalzeit der Projektzeitzone, ohne Sommerzeit.
V.1.1 Zeitachse
Die Sonnenbahn wird für ein Referenzjahr ohne Schalttag (365 Tage) vom 1. Januar 00:00 bis 31. Dezember 23:59 im Takt von 1 Minute berechnet. Diese Zeitreihe ist die Zeitachse der gesamten Simulation; jede weitere Prüfung findet zu einem dieser Zeitpunkte statt. Berücksichtigt werden nur Minuten, in denen die scheinbare Sonnenhöhe über 0° liegt.
Alle Zeiten gelten in der Zeitzone des Projekts als Standardzeit mit festem Abstand zur koordinierten Weltzeit (UTC); halbstündige Zeitzonen sind möglich. Eine Sommerzeit wird nicht angewendet. Während der Sommerzeit entspricht die örtliche Uhrzeit der angegebenen Zeit plus eine Stunde.
V.1.2 Sonnenposition
Azimut und Höhe der Sonne berechnet der Solar Position Algorithm (SPA) des National Renewable Energy Laboratory (NREL) in der Umsetzung der Bibliothek pvlib. Die Autoren geben für den Algorithmus eine Unsicherheit von ±0,0003° an. Verwendet wird die scheinbare Sonnenhöhe einschließlich atmosphärischer Refraktion; das ist bei tiefem Sonnenstand von Bedeutung.
Der Sonnenstand wird einmal je Simulation für den Mittelpunkt aller Eckpunkte der PV-Flächen berechnet und gilt für alle Flächen und Betrachtungspunkte. Der Azimut wird ab geografisch Nord im Uhrzeigersinn gezählt: 0° Nord, 90° Ost, 180° Süd, 270° West.
V.1.3 Direktstrahlung bei klarem Himmel
Für jede Minute wird die Direktnormalstrahlung (DNI) in W/m² nach dem Clear-Sky-Modell von Ineichen und Perez berechnet. Die Trübung der Atmosphäre geht als klimatologischer Linke-Trübungsfaktor ein, den pvlib aus einer weltweiten Datenbank für den Standort bezieht: Monatswerte, auf den einzelnen Tag interpoliert. Die DNI bestimmt in Kap. V.5 die Helligkeit der Reflexion; eine tief stehende Sonne erzeugt damit eine schwächere Reflexion als die Mittagssonne.
Gerechnet wird auf Standorthöhe: der mittleren Geländehöhe aller Eckpunkte der PV-Flächen, eine Höhe je Simulation. Mit der Höhe steigt die Direktstrahlung, weil das Licht weniger Luft durchquert. Für 47,5° nördlicher Breite am 21. Juni liegt sie nach dem Modell in 1 000 m Höhe mittags rund 7 %, bei 15° Sonnenhöhe rund 17 % und bei 5° rund 45 % über dem Wert für Meereshöhe. Das wirkt auf Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke; die Blenddauer bleibt praktisch gleich. Simulationen vor dem Rechenstand 2026.10.11-5 rechneten für Meereshöhe.
Vertiefung: Algorithmus, Zeitraster, Refraktion
| Größe | Wert |
|---|---|
| Algorithmus | NREL SPA (Reda und Andreas 2004), pvlib, Methode nrel_numpy |
| Zeitraster | 1 Minute, 1. Januar bis 31. Dezember eines Jahres ohne Schalttag |
| Zeitbezug | fester UTC-Abstand der Projekt-Zeitzone, ohne Sommerzeit |
| Sonnenhöhe | scheinbare Höhe mit Refraktion; gerechnet werden Minuten mit Höhe über 0° |
| Ort der Sonnenstandsrechnung | Mittelpunkt aller Eckpunkte der PV-Flächen |
| Direktstrahlung | Clear-Sky-Modell Ineichen und Perez (2002), Linke-Trübung klimatologisch (Monatswerte, auf den Tag interpoliert), Standorthöhe = mittlere Geländehöhe der PV-Eckpunkte |
Für den Ort der Sonnenstandsrechnung ist die Ausdehnung eines Projekts unerheblich: Eine Verschiebung um 1 km ändert die Sonnenposition um weniger als 0,01°.
V.1.4 Bezug zu den Richtlinien
| Thema | Richtlinie | PV-GlareCheck |
|---|---|---|
| Zeitauflösung | Eckpunktepapier des Fernstraßen-Bundesamts: ganzjährige Berechnung mit einer Auflösung von mindestens 5 Minuten (Kap. 4, S. 7). FAA, Interim Policy 2013: ganzes Kalenderjahr in Intervallen von 1 Minute (78 FR 63277). LAI, OVE R 11-3 und Leitfaden EnergieSchweiz/Swissolar nennen keine Zeitauflösung. | 1 Minute |
| Sonnenhöhe | LAI: Sonne von Aufgang bis Untergang (Anhang 2 Nr. 4, S. 24). OVE R 11-3 und Leitfaden EnergieSchweiz/Swissolar nennen keine Mindest-Sonnenhöhe; der Leitfaden wertet Blendung nur bei einer Direktnormalstrahlung über 120 W/m² (S. 38). | gerechnet bis 0°; eine Mindesthöhe kann im Bericht gesetzt werden (Kap. V.8); eine Schwelle für die Direktstrahlung bietet der Bericht nicht |
| Sonne | LAI und OVE R 11-3: punktförmig (S. 24 bzw. Abschnitt 9, S. 14) | Scheibe von 0,53° |
| Witterung | astronomisch maximal bzw. wolkenlos (Kap. V, Abschnitt „Überblick“) | klarer Himmel |