Autor Thema: Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster  (Gelesen 7005 mal)

Offline Prof. Dr. Peter Henning

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #30 am: 04 August 2022, 15:47:11 »
Zitat
Zum Glück gibt es das Internet
Man hätte auch mich fragen können... ::)

Eine interessante Frage ist in diesem Zusammenhang die Intensität der Lichteinstrahlung. Wenn im tiefen Winter eine trübe Wintersonne zum Fenster hineinschaut, wird niemand den Rolladen herunterfahren.

Die Globalstrahlung messe ich mit einem geeichten Sensor auf dem Dach. Dividiere ich dies durch den Kosinus des Einfallswinkels, ergibt sich ein gutes Maß für die direkte Sonneneinstrahlung. Je nach Richtung des Rollladens kann ich nun mit derselben Methode ausrechnen, wie der Einfall auf die Fensterfläche ist. Die Beschattungsfunktion wird pro Rollladen aktiviert, wenn für diesen ein Maximalwert überschritten oder ein Minimalwert unterschritten wird (Hysterese)

Jeder einzelne Rollladen (zumindest alle auf einer Seite des Hauses im gleichen Stockwerk) kennt nun als Attribut den Namen einer Perl-Funktion, die - empirisch auf Basis des Sonnenstandes ermittelt - den notwendigen Fahrweg für den Rollladen zurückgibt.

LG

pah

Offline mähschaf

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #31 am: 04 August 2022, 16:15:49 »
Zitat
Man hätte auch mich fragen können... ::)

Ja gut, danke für das Angebot! Ich hatte aber sowieso schon ein schlechtes Gewissen, da in den Codeschnipseln eigentlich nur funktionierender Code stehen sollte. Für Fragen gibt es andere Ecken und dann hätte ich da noch einen neuen Fred starten müssen usw....  ::)

Aber da Du Dich mit der Mathematik auskennst: Stimmen die Formel und meine Adaption denn Deiner Meinung nach?

Zitat
Die Globalstrahlung messe ich mit einem geeichten Sensor auf dem Dach. Dividiere ich dies durch den Kosinus des Einfallswinkels, ergibt sich ein gutes Maß für die direkte Sonneneinstrahlung.

Ja, das mache ich in etwa auch so. Da ich den Relativen Dachwinkel aus dem UserAttr benutze, multipliziere ich die gemessene Intensität am eigenen Lichtsensor mit dem Cosinus dieses Winkels. In meinem DOIF benutze ich auch die Average-Funktion, damit ist sichergestellt, dass nicht bei einem kleinen Wolkenloch gleich die Rolläden hin- und herfahren. Da sind viele Quellen und viele individuelle Anforderungen denkbar, z. B. ein eigener Sensor, ein Wetter-Modul, die eigene Photovoltaikanlage usw...

Das würde dann meiner Meinung nach den Rahmen dieses Threads sprengen (funktionierender Code und so, s.o.).

Offline Prof. Dr. Peter Henning

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #32 am: 05 August 2022, 10:10:02 »
Aber da Du Dich mit der Mathematik auskennst: Stimmen die Formel und meine Adaption denn Deiner Meinung nach?Auf den ersten Blick sieht das brauchbar aus.

LG

pah

Offline satprofi

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #33 am: 05 August 2022, 11:00:50 »
Entsprechend scheint die Sonne in das Fenster, sobald dieser Winkel < 90° ist (ich habe bei mir 85° genommen, weil Fensterrahmen etc. den Lichteinfall schmälern). Bei > 90° scheint sie eben nicht hinein.



Hallo.
Danke für Erklärung. Versteh ich das jetzt richtig, <90 Sonne scheint ins Fenster, >90 Sonne steht über Dach und scheint nicht ins Fenster?
gruss
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Offline mähschaf

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #34 am: 05 August 2022, 14:41:46 »
Hallo.
Danke für Erklärung. Versteh ich das jetzt richtig, <90 Sonne scheint ins Fenster, >90 Sonne steht über Dach und scheint nicht ins Fenster?

Jein.

Du musst Dir Dein Dach als eine bis in die Unendlichkeit verlängerte Fläche vorstellen. Bei Winkel < 90° steht die Sonne "oberhalb", also auf Deiner Seite der Fläche. Bei > 90° ist die Sonne unterhalb dieser Fläche.

Deshalb würde ich bei > 90° nicht sagen, dass die Sonne "über dem Dach" steht, das ist meiner Meinung nach mißverständlich.

Schönes Wochenende!

Offline mähschaf

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #35 am: 05 August 2022, 14:42:48 »
Aber da Du Dich mit der Mathematik auskennst: Stimmen die Formel und meine Adaption denn Deiner Meinung nach?Auf den ersten Blick sieht das brauchbar aus.

Danke für's Feedback!

Offline Prof. Dr. Peter Henning

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #36 am: 05 August 2022, 17:53:03 »
Zitat
Deshalb würde ich bei > 90° nicht sagen, dass die Sonne "über dem Dach" steht, das ist meiner Meinung nach mißverständlich.

Ganz im Gegenteil steht bei einem Einfallswinkel > 90° die Sonne unter der Dachebene bzw. Fensterebene, würde PV-Module (oder Fenster) also nur von hinten direkt bestrahlen. Das heißt bei PV nicht: "Null Energie" - ein erheblicher Teil der Sonnenstrahlung erreicht die PV-Module als diffuse Streustrahlung. Ebensowenig heißt das bei Fenstern: "Dunkelheit". Auch da gilt das mit dem Streulicht.

LG

pah



« Letzte Änderung: 06 August 2022, 10:08:32 von Prof. Dr. Peter Henning »

Offline satprofi

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #37 am: 05 August 2022, 19:04:45 »
Ganz im Gegenteil steht bei einem Einfallswinkel > 90° die Sonne unter der Dachebene, würde PV-Module also nur von hinten direkt bestrahlen. Das heißt nicht: "Null Energie" - ein erheblicher Teil der Sonnenstrahlung erreicht die PV-Module als diffuse Streustrahlung.

LG

pah

versteh nur Bahnhof. ich dachte diese berechnung zielt auf sonnenstand 90° zur fensterfläche,  also direkte
einstrahlung.  wozu die werte dachneigung u.  ausrichtung? wozu sollen die rolladen runterfahren wenn die sonne 45° über dem fenster steht,  was ja meistens mittags im sommer hier in mitteleuropa sache ist.
gäbe es due Erklärung mit bilder?
gruss
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Offline Prof. Dr. Peter Henning

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #38 am: 06 August 2022, 16:55:20 »
"Sonne steht über Dach" würde bedeuten senkrecht über dem Fenster. Das gibt es nur am Äquator.

@mähschaf: Folgende Vorschläge noch:

1. Das Ergebnis heißt nicht "Relativer Dachwinkel", sondern Einfallswinkel (sagen wir phi).
2. Man muss gar nicht den Winkel ausrechnen, es reicht der cos(phi). Dieser ist das Skalarprodukt aus dem Normalenvektor des Fensters

N = (cos(delta)sin(gamma),cos(gamma),sin(delta)cos(gamma)

und dem Vektor zur Sonne

S = (cos(alpha)cos(beta),sin(beta),sin(alpha)cos(beta)

Mit anderen Worten; man benötigt die letzte Arcuscosinus-Funktion nicht, es reicht zu schauen, ob cos(phi) größer oder kleiner als Null ist.

LG

pah

Edit: Ein Bild, auf die Schnelle.
« Letzte Änderung: 06 August 2022, 18:34:02 von Prof. Dr. Peter Henning »

Offline mähschaf

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Antw:Winkel der Sonneneinstrahlung ins Dachflächenfenster
« Antwort #39 am: 07 August 2022, 20:03:08 »

@mähschaf: Folgende Vorschläge noch:

1. Das Ergebnis heißt nicht "Relativer Dachwinkel", sondern Einfallswinkel (sagen wir phi).

Danke für den Hinweis, habe die Dokumentation ab Version 0.2 im Post #29 entsprechend angepasst.


@mähschaf: Folgende Vorschläge noch:

2. Man muss gar nicht den Winkel ausrechnen, es reicht der cos(phi). Dieser ist das Skalarprodukt aus dem Normalenvektor des Fensters

Das wäre vorteilhaft für ein boolsches "Sonne scheint rein"/"Sonne scheint nicht rein". Die ursprüngliche Idee war es (und so habe ich es auch gemacht), mit dem Geodreieck zu gucken, bei welchem Einfallswinkel die Sonne in mein Fenster heinein scheint. Die seitlichen Anbauten (Rolladenführung) und die Stärke des Rahmens (ganz schön wuchtig) nimmt einiges an Licht weg.

Auch in der Überschrift geht es um den Winkel, nicht um den Status. Deshalb würde ich das vorerst mal so lassen, aber weiter nachdenken. Wer es benötigt, kann ja aus dem Winkel sehr einfach den Status errechnen.
« Letzte Änderung: 07 August 2022, 20:09:25 von mähschaf »

 

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