Gutachterliche Stellungnahme zum. Reflektionsvermögen. an der geplanten Solaranlage Solarpark Gotha

Transkript

1 Gutachterliche Stellungnahme zum Reflektionsvermögen an der geplanten Solaranlage Solarpark Gotha Auftraggeber: DSW Solar 10 GmbH & Co. KG Frankfurter Ring 224 D München Auftragnehmer: Bearbeiter: mi GmbH, Friedrichstraße 171, Berlin Prof. Dr. Ulf Sadowski mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

2 Inhalt 1. Vorbemerkungen Herangehensweise Randbedingungen zur Reflektionsuntersuchung Theoretische Grundlagen Algorithmus zur Berechnung Höhenstand und Azimut der Sonne Berechnungen des Reflektionswinkels Reflektionsuntersuchungen Betrachtungszeitpunkt Sommersonnenwende und Wintersonnenwende Zur Sommersonnenwende Sonnenstand Betrachtungen zum Zeitraum des südlichen Sonnenstandes gegenüber den Solarmodulen Zur Wintersonnenwende Sonnenstand Zusammenfassung Reflektionsuntersuchung Literaturverzeichnis mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

3 1. Vorbemerkungen Auf einigen ehemaligen wirtschaftlich genutzten Flächen in Gotha, Oststrasse ist die Errichtung einer Photovoltaikanlage geplant. In diesem Zusammenhang sind die möglichen Auswirkungen, insbesondere Blendwirkungen für die östlich vom geplanten Solarpark befindlichen Wohnanlagen, einer solchen Anlage zu untersuchen. Diesem Anliegen dient die nachfolgende gutachterliche Stellungnahme. Abb. 1: Ansicht für das geplante Vorhaben (Quelle: Vispirion) Die Untersuchung bezieht sich auf die Reflektionsbetrachtungen, die sich aus der Anordnung der Solarmodule und den jeweiligen Sonnenständen ergeben. Die Untersuchung zum /1/ Reflektionsvermögen, welches Auskunft darüber gibt, welcher Anteil der auftreffenden Strahlung reflektiert wird und die Absorptionswirkung, der Anteil der auftreffenden Strahlung, der absorbiert wird, konnte in Anbetracht der kurzfristigen Bearbeitung für die geplanten Module nicht durchgeführt werden. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

4 2. Herangehensweise Um eine Aussage zu den Auswirkungen einer Solaranlage insbesondere zum Reflektionsvermögen und zu möglichen Blendwirkungen zu treffen, ist es eigentlich erforderlich, die Reflektionseigenschaften der Module zu untersuchen und Betrachtungen zum Verlauf von Reflektionen anzustellen. Da zu den Reflektions- und Absorptionswirkungen von Solarpaneelen in der Literatur keine zielführenden Informationen zur Verfügung stehen, ist es erforderlich, der Thematik entsprechend, diese aufzubereiten und darzustellen. Dies war in Anbetracht der kurzen Bearbeitungszeit nicht möglich, so dass für die vorgesehenen Module die Untersuchungen der Reflektions- und Absorptionswirkung von Sonnenlicht an Solarpaneelen nicht gemessen und getestet wurden. Aus der Erfahrung mit anderen Modulen wird hier eine grobe Einschätzung gegeben. Weiterhin werden in einer theoretischen Betrachtung Untersuchungen zu den Reflektionen in Abhängigkeit des Sonnenstandes durch Reflektionswinkel zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten durchgeführt. Damit sollen die möglichen Reflektionen für die angrenzende Wohnbebauung durch die Sonne herausgearbeitet und bewertet werden. Die Ergebnisse wurden dabei sowohl anhand mathematischer als auch physikalischer Gesetzmäßigkeiten ermittelt und am 3D Modell der Liegenschaft in Gotha überprüft und verdeutlicht. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

5 3. Randbedingungen zur Reflektionsuntersuchung Um exakte Ergebnisse erzielen zu können, ist es notwendig, dass alle Randbedingungen in das Ergebnis einfließen und diese berücksichtigt werden. Folgende Randbedingungen sind für die Solaranlage in Gotha zu verzeichnen: - Solarpaneele sollen in Ost-West Richtung aufgestellt werden und werden damit nach Süden ausgerichtet - Solarpaneele haben einen Neigungswinkel von 25 bezogen auf die Ebene/Horizont - es werden bei der Reflektionsbetrachtung sowohl Azimut, als auch Höhe der Sonne berücksichtigt - Betrachtung der theoretischen Untersuchungen geschieht in den Extremfällen Sommersonnenwende (Tag an dem die Sonne den höchsten Stand des Jahres erreicht) und Wintersonnenwende (Tag an dem die Sonne den niedrigsten Stand des Jahres erreicht). mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

6 4. Theoretische Grundlagen 4.1 Algorithmus zur Berechnung Höhenstand und Azimut der Sonne Nachfolgend wird der Algorithmus zur Ermittlung des Höhenstandes der Sonne sowie des Azimutes am Beispiel des um 12:00 UTC dargestellt. Mit dieser Berechnung wurden die Höhenstände und der dazugehörige Azimut der Sonne auf Grundlage des Nautischen Jahrbuches /3/ ermittelt Ortsangaben: Ort: Gotha 50 56,9'N ,6'E Uhrzeit/ Datum : z.b. 12:00 UTC Grt (Greenwicher Stundenwinkel aus Nautischem Jahrbuch): ,0 δ (Deklination zur genauen Zeit aus Nautischen Jahrbuch): 23 26,4 1. Schritt: Ortstundenwinkel t berechnen: t=grt+λ t=359 34, ,6 O t=9 76,6 2. Schritt: Höhenwinkel Hr berechnen: Hr= arc sin(sin ϕ x sin δ + cos ϕ x cos δ x cos t) Hr= arc sin( sin 50 56,9 x sin 23 26,4 + cos 50 56,9 x cos 9 76,6 ) Hr= 68,75 mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

7 3. Schritt: Azimut berechnen: tan Az=(sin t /(sin ϕ x cos t cos ϕ x tan δ))+180 Az= arctan(sin 9 76,6,0 /(sin 50 56,9 x cos 9 76,6 cos 50 56,9 x tan 23 26,4 ))+180 Az= 207,6 /2/ Browns Nautical Almanac, Brown, Son &Ferguson Ltd Glasgow 2007 ISBN Nr.: Berechnungen des Reflektionswinkels Die Berechnungen liegen dem physikalischen Grundgesetz von Einfallswinkel = Ausfallswinkel zugrunde. Abb.: 2 physikalisches Verhältnis Einfallswinkel = Ausfallswinkel Bezugsebene für die Ermittlung des Reflektionswinkels ist das Lot zur Reflektionsebene. Daraus ergibt sich für eine Reflektion an einer geneigten Fläche (Solarmodul), dass die entscheidende Größe zur Ermittlung der Austrittsrichtung von potenziellen Reflektionsstrahlen jeweils das Lot der geneigten Fläche ist. Dies ist in Abb. 3 dargestellt. Dabei ist es für die Reflektionsbetrachtungen unerheblich welche Abweichung vom idealen Horizont/Ebene (0 ) der Untergrund beispielsweise durch Höhenveränderungen hat, da der Aufstellwinkel der Solarmodule (25 ) sich immer auf diesen bezieht. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

8 Abb.: 3 Verhältnis Einfallswinkel zu Ausfallswinkel an geneigten Flächen 5. Reflektionsuntersuchungen Auf der Grundlage der theoretischen Zusammenhänge werden nachfolgend Betrachtungen zum potenziellen Reflektionsverhalten durchgeführt. Dabei werden die beiden Extremwerte Tag mit dem höchsten Sonnenstand Sommersonnenwende und der Tag mit dem niedrigsten Sonnenstand Wintersonnenwende untersucht. Sollte an diesen Tagen zu den unterschiedlichen Tageszeiten keine Relevanz zu beeinträchtigenden Reflektionen festzustellen sein, dann kann man davon ausgehen, dass dies auch für die restlichen Tage zutrifft. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

9 5.1. Betrachtungszeitpunkt Sommersonnenwende und Wintersonnenwende Zur Sommersonnenwende Sonnenstand Um die Reflektionswirkung zur Sommersonnenwende betrachten zu können, ist es notwendig den Stand der Sonne (sowohl Azimut, als auch Höhe) zu jeder Tageszeit zu erfassen. Nachfolgend ist daher das auf Basis des vorstehenden Algorithmus berechnete Sonnenstands Diagramm für den Standort Gotha zur Sommersonnenwende am dargestellt: Abb.: 4 Sonnenstands Diagramm Aus der Übersicht wird deutlich, dass der höchste Sonnenstand bei 11:19 UTC 62 29,3` liegt. Zu diesem Zeitpunkt steht die Sonne bei einem Azimut von 180, also genau im Süden. In der Tabelle 1 sind die Daten des Sonnenstandes und Azimut jeweils zu vollen Stunde von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang dargestellt. Die Berechnung des Sonnenauf- und -untergangs für den erfolgt nach /3/ mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

10 Eingaben: Position: Gotha: 50 56,9'N ,6'E UTC Azimut Höhe 03:09:48 50, ,0' 03:30:00 54, ,3' 04:00:00 60, ,5' 04:30:00 65, ,2' 05:00:00 71, ,0' 05:30:00 76, ,4' 06:00:00 82, ,0' 06:30:00 87, ,2' 07:00:00 93, ,6' 07:30:00 99, ,9' 08:00:00 106, ,7' 08:30:00 114, ,3' 09:00:00 122, ,6' 09:30:00 132, ,6' 10:00:00 143, ,7' 10:30:00 156, ,8' 11:00:00 170, ,5' 11:19:00 180, ,3' 11:30:00 185, ,4' 12:00:00 199, ,0' 12:30:00 213, ,1' 13:00:00 224, ,6' 13:30:00 234, ,9' 14:00:00 243, ,2' 14:30:00 251, ,3' 15:00:00 258, ,7' 15:30:00 264, ,5' 16:00:00 270, ,4' 16:30:00 276, ,5' 17:00:00 281, ,7' 17:30:00 287, ,4' 18:00:00 292, ,1' 18:30:00 298, ,1' 19:00:00 303, ,0' 19:28:17 309, ,0' /3/ Copyright by Markus Eisenbart NauticTools for Windows Version Tabelle1: Zusammenstellung der Sonnendaten und Austrittswinkel für den mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

11 Auf dieser Basis wurde ein Tageszeitraum von 04:00 UTC bis 19:00 UTC betrachtet. UTC Azimut Höhe 04:00 63,1 8 41,5 ' 8,692 05:00 74, ,1 ' 17,435 05:30 79,5 22 0,6 ' 22,010 06:00 85, ,0 ' 26,667 06:30 90, ,8 ' 31,363 07:00 96,9 36 3,1 ' 36,052 07:30 103, ,7 ' 40,678 08:00 110, ,0 ' 45,167 08:30 118, ,1 ' 49,452 09:00 127, ,0 ' 53,383 09:30 137, ,5 ' 56,858 10:00 149, ,4 ' 59,623 10:30 163, ,3 ' 61,488 11:00 178, ,1 ' 62,252 11:04 180, ,8 ' 62,263 11:30 192, ,0 ' 61,817 12:00 206, ,3 ' 60,238 12:30 218, ,6 ' 58,027 13:00 229, ,3 ' 54,405 13:30 239, ,7 ' 50,578 14:00 247, ,8 ' 46,380 14:30 254, ,0 ' 41,933 15:00 261, ,2 ' 37,337 15:30 267, ,5 ' 32,658 16:00 273, ,5 ' 27,958 16:30 279, ,2 ' 23,287 17:00 284, ,1 ' 18,685 17:30 289, ,6 ' 14,193 18:00 295,3 9 51,3 ' 9,855 18:30 300,9 5 42,6 ' 5,710 19:00 306,6 1 48,0 ' 1,800 19:15 309,3 Bezogen auf den Azimut wird deutlich, dass die Sonne beim Sonnenaufgang in Nord-Ost bei 50,9 aufgeht und um 6:43 UTC den Azimut von 90 überschreitet, somit hat auch die Achse der Reihen der Solaranlage (Ost-West) überschritten und ab diesem Zeitpunkt werden die Solarpaneele aus Süd angestrahlt. Diese Verhältnisse bleiben bis 15:59 UTC erhalten. Danach überschreitet die Sonne den Azimut von 270 (West) und steht bezogen auf die Achse der Solarreihen nördlich der Module. In dem Zeitraum vor 6:25 UTC und nach 15:45 in denen die Sonne mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

12 einen nördlichen Sonnenstand gegenüber den Solarmodulen besitzt, gibt es einen Zeitraum, in dem die Höhe des Sonnenstandes unterhalb der Modulebene liegt und damit nur die Rückseite der Module getroffen werden. Da diese Zeiträume vor 5:38 UTC und nach 17:49 UTC zu anderen Verhältnissen führen, werden diese auch separat betrachtet Betrachtungen zum Zeitraum des potentiellen südlichen Sonnenstandes gegenüber den Solarmodulen Steht die Sonne südlich der Module, also in dem Zeitraum von 6:43 UTC bis 15:59 UTC, so ist allgemein festzustellen dass der Eintrittswinkel der Sonne immer unterhalb des Lots zur Oberfläche des um 25 geneigten Solarmoduls liegt (vgl. Abb. 2 und 3). Dieses Lot hat in Bezug auf die Ebene einen Winkel von 65. Auch beim höchsten Sonnenstand am um 11:19 UTC mit 62 29,3 ist der Einfallswinkel kleiner als das Lot, das gleichzeitig die Reflektionsebene darstellt. Damit werden alle eingehenden Sonnenstrahlen mit einem größeren Ausfallswinkel reflektiert. In Abb. 5 sind die eingehenden Sonnenstrahlen (gelb) für den Zeitraum von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang und in Abb. 6 die ausgehenden Reflektionsstrahlen (blau) für den Zeitraum von 6.00 bis 16:00 UTC mit der Betrachtung aus Südost dargestellt. Dabei wird eine Modulausrichtung nach genau nach Süd angenommen. Abb. 7 zeigt die eingehenden und ausgehenden Strahlen. Hier wird deutlich dass alle eingehenden Strahlen nach oben reflektiert werden. Abb. 5: Räumliche Darstellung Eingangsstrahlen am mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

13 Abb. 6: Räumliche Darstellung Ausgangsstrahlen am Abb. 7: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am aus Süd Damit ist für diesen Zeitraum von 6:43 bis 15:59 UTC in dem sich die Sonne südlich der Solarmodule befindet, zusammenfassend festzustellen, dass die potenziellen Reflektionsstrahlen einen Austrittswinkel besitzen der größer ist als der, der eingehenden Sonnenstrahlen. Damit werden in diesem Zeitraum alle Refletkionsstrahlen nach oben und nördlicher Richtung gelenkt, so dass die östlich liegende Wohnbebauung nicht betroffen ist. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

14 In Abb. 8 wird das Vorhaben schematisch dargestellt und erläutert. Abb. 8: Schematische Darstellung des Vorhabens Die gelbe und braune Fläche stellt den vorgesehen Solarpark dar. Die Wohnbebauung wird schematisch dargestellt, entspricht aber in der Höhe von ca. 12 m den Angaben des Auftraggebers. In Abb. 9 sind die Verhältnisse im 3 D Modell mit der eingehenden Sonne und den Reflektionsstrahlen dargestellt. Deutlich wird, dass in einem Zeitraum ab Uhr UTC bis ca UTC die Reflektionsstrahlen den Bereich der Wohnbebauung erreichen. Dabei ist hier der nordöstliche Punkt des Solarparks dargestellt. Abb. 10 zeigt den südöstlichen Punkt an, von dem noch eine Reflektion überhaupt zu erwarten ist und stellt die Verhältnisse aus nördlicher Ansicht dar. Damit ergibt sich ein Bereich, von dem eine potentielle Reflektion auftreten kann, der in Abb. 8 farblich markiert ist. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

15 Abb.: 9; 3 D Modell nordöstlicher Punkt Ansicht aus Süd Abb. 10; 3 D Modell südwestlicher Punkt mit Reflektionsvermögen mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

16 Abb. 11; 3 D Modell nordwestlicher Punkt mit Reflektionsvermögen Abb. 12; 3 D Modell südöstlicher Punkt mit Reflektionsvermögen Abb zeigen die Verhältnisse der Eingangs- und Ausgangsstrahlen für den Solarpark in Richtung der Wohnbebauungen und erfassen die Grenzen des Bereiches, von dem eine potentielle Reflektion ausgehen kann. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

17 Abb. 13; 3 D Modell Eingangs- und Ausgangsstrahlen Ansicht von ost Abb. 14; 3 D Modell Eingangs- und Ausgangsstrahlen Ansicht von Süd mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

18 Abb. 13 und 14 zeigen die Verhältnisse, die sich bei der Betrachtung der westlichen Grenze des Solarparks ergeben und es wird deutlich, dass hier keine potentielle Reflektion zu erwarten ist. Aus diesen Betrachtungen ergibt sich, dass es einen Bereich gibt, in dem ein Reflektionspotenzial vorhanden ist. Dies resultiert aus dem Zeitraum, in dem die Sonne nördlich der Reflektionsflächen/Solarmodule steht. Dabei wird ein Höhenstand der Sonne erreicht der bis 5:38 und ab ca die Rückseiten der Module trifft. Damit kann in diesem Zeitraum keine Reflektion auftreten. Insofern sind die Verhältnisse zu betrachten, die sich zwischen und UTC ergeben, da der Bereich in den Morgenstunden aufgrund der Reflektionsrichtung nach West nicht maßgebend ist und außerdem durch die Wohnbebauung eine Verschattung in Morgenstunden entsteht, die dies Verhältnisse nicht entstehen lassen. Dieser Zeitraum lässt sich nochmals unterteilen, in dem die Sonne gegenüber der Modulebene einen solch flachen Einfasswinkel hat, dass die Reflektionsstrahlen in unmittelbarer Nähe zu den Modulen die horizontale Ebenen schneiden. UTC Höhe Sonne Azimut Austrittswinkel Abstand Bezogen auf Modulebene 17:31:00 16, ,3 3,687 7,52 m 17:49:00 16, ,4 2,683 7,12 m mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

19 Tabelle 2: Einfallswinkel und Ausfallswinkel für den Zeitraum in dem die Sonne nördlich der Ost-West Achse steht In Tabelle 2 sind die Verhältnisse dargestellt, in denen die Sonne nördlich der Achse der Modulreihen (Ost West) steht. Um überhaupt eine Reflektion zu erhalten, muss die Sonne einen Höhenstand von über der Modulebene haben, da sie ansonsten von hinten in die Module hineinscheint. Dies ist zwischen 17:30-18:49 UTC der Fall. In diesem Fall ergeben sich die in Abb. 15 dargestellten Verhältnisse. Abb. 15: Schematische Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am Sonnenstand nördlich der Modulreihen bei einem Höhenstand von 31,15 In diesen Zeiträumen ist der Ausfallwinkel kleiner als die Ebene von 0 damit gehen die Reflektionsstrahlen direkt nach unten. Bei einem Reflektionspunkt, der durch die Aufständerung für das oberste Modul bei ca. 3 m liegt ergeben sich dann die in Tabelle 2 dargestellten Entfernungen, bezogen auf die Ebenen, bei denen die mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

20 Reflektionsstrahlen in den Boden gehen. Der maximal zu erwartende bezogen auf die Ebene beträgt 7,52 m. Abstand Da die Modulreihen sich bei diesen Verhältnissen gegenseitig abschatten, der Reflektionsstrahl einer Reihe wird jeweils von der Rückseite der vorstehenden Reihe aufgefangen, ist nur bei der ersten Reihe mit Reflektionen zu rechnen, die aber den Bereich der Wohnbebauung nicht erreichen. Es gibt also für die Wohnbebauung einen Zeitraum am Nachmittag, in dem von der in Abb. 8 farbliche markierten Fläche des Solarparkes eine Reflektion ausgehen kann Zur Wintersonnenwende Sonnenstand Bezogen auf den Azimut wird deutlich, dass die Sonne beim Sonnenaufgang in Süd- Ost bei 129,1, aufgeht, damit auch die Achse der Reihen der Solaranlage (Ost- West) überschritten hat und ab diesem Zeitpunkt die Solarpaneele aus Süd angestrahlt werden. Diese Verhältnisse bleiben bis Sonnenuntergang 15:30 UTC erhalten UTC Azimut Höhe 07:24:34 129, ,0' 07:30:00 130, ,6' 08:00:00 136, ,2' 08:30:00 142, ,1' 09:00:00 148, ,5' 09:30:00 155, ,2' 10:00:00 162, ,7' 10:30:00 169, ,6' 11:00:00 176, ,2' 11:15:15 180, ,9' 11:30:00 183, ,7' 12:00:00 190, ,1' 12:30:00 197, ,2' 13:00:00 204, ,6' 13:30:00 211, ,7' 14:00:00 217, ,2' 14:30:00 223, ,9' 15:00:00 229, ,9' 15:30:00 230, ,0' mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

21 Damit befindet sich die Sonne im gesamten Zeitraum südlich der Modulreihen und somit ist allgemein festzustellen dass der Eintrittswinkel der Sonne immer unterhalb des Lots zur Oberfläche des um 25 geneigten Solarmoduls liegt (vgl. Abb. 3). Dieses Lot hat in Bezug auf die Ebene einen Winkel von 65. Auch beim höchsten Sonnenstand am um 11:15 UTC mit 15 36,9 ist der Einfallswinkel kleiner als das Lot, das gleichzeitig die Reflektionsebene darstellt. Damit werden alle eingehenden Sonnenstrahlen mit einem größeren Ausfallswinkel reflektiert. In Abb. 16 bis 19 sind die eingehenden Sonnenstrahlen (gelb) und die ausgehenden Reflektionsstrahlen (blau) für den gesamten Zeitraum mit der Betrachtung aus verschiedenen Richtungen dargestellt. Grundlage für diese Ansichten ist eine Modulausrichtung nach Süd, die bereits empfohlen wurde. Hier wird deutlich dass alle eingehenden Strahlen nach oben/hinten reflektiert werden. Abb. 16: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am Draufsicht Ansicht aus West mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

22 Abb. 17: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am Draufsicht Ansicht aus Süd Abb. 18: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am Draufsicht Ansicht aus Ost mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

23 Abb. 19: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am Draufsicht Ansicht aus Nord In Abb.20 sind die räumlichen Verhältnisse der eingehenden Sonnenstrahlen und ausgehen Reflektionsstrahlen aus der Vogelperspektive dargestellt. Auch hier wird deutlich, dass die Reflektionsstrahlen einen größeren Austrittswinkel als die eingehenden Sonnenstrahlen haben. Abb. 21 und 22 zeigen die Verhältnisse zur Wintersonnenwende bei unterschiedlichen Ansichten. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

24 Abb. 20: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am aus Ost Abb. 21: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am aus Nord mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

25 Abb. 22: Räumliche Darstellung Eingangs- und Ausgangsstrahlen am aus Nord Dabei wurde sich auf die östliche Begrenzung des Solarparks beschränkt, da bereits von dieser Lage kein Reflektionspotenzial zu erwarten ist. Damit ist für diesen Zeitraum zusammenfassend festzustellen, dass die potenziellen Reflektionsstrahlen einen Austrittswinkel besitzen der größer ist als der der eingehenden Sonnenstrahlen. Damit kann für diesen Zeitraum eine potenzielle Reflektion in Richtung der Wohnbebauung ausgeschlossen werden. Die Winkel der einstrahlenden Sonne sind wesentlich flacher als die Reflektionsstrahlen und diese wurden in der Praxis bisher nicht als gefährdend eingeschätzt. mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

26 5.2 Zusammenfassung Reflektionsuntersuchung Zusammenfassend wird für diese Untersuchungen an den Tagen der Sommersonnenwende und der Wintersonnenwende deutlich, dass die Sonnenstrahlen am Nachmittag auf einer Teilfläche des Solarparkes ein Reflektionspotenzial besitzen. Dies wird jeweils in einem Zeitraum von ca. 30 min auftreten. Das Reflektionspotenzial beschreibt insgesamt die theoretische Möglichkeit einer Reflektion, sagt aber nichts über die Intensität der Reflektionsstrahlen aus. Diese Intensität ist abhängig von der Oberfläche der Module, die nach vorliegenden Angaben (vgl. Anlage) als strukturiertes Glas mit keiner glatten Oberfläche ausgeführt ist. Damit kann eine Totalreflektion auch bei flachen Winkeln ausgeschlossen werden und es kommt eher zu einem gestreuten Reflektionstrahlbündel. Weiterhin haben bisherige Untersuchungen an Solarmodulen durch unser Haus ergeben, dass die Intensität der Reflektionsstrahlen die einer Wasseroberfläche bisher nicht überschritten hat, was bei der strukturierten Oberfläche der Candian Solar Module auch nicht zu erwarten ist. Da eine Wasseroberfläche als in der Natur vorkommend nicht als belendend bewertet wird, kann auch für die Wohnbebauung von einer Lichtreflektion aber nicht von einer Blendung gesprochen werden. Damit wird deutlich, dass die Solarmodule ein Absorptionsvermögen besitzen, welches durch die strukturierte Oberfläche noch unterstützt wird, so dass die Intensität der Reflektionsstrahlen geringer ist als das der eingehenden Sonnenstrahlen. Die Verhältnisse bei Mondlicht verhalten sich bei gleichem Stand des Mondes ähnlich, allerdings hat der Mond in der Regel nicht den Sonnenverlauf. Außerdem stellt der Mond auch keine intensive Lichtquelle mit einer hohen Strahlungsdichte dar. Auch hier kann eher von einer Absorption gesprochen werden, so dass auch hier nur leichte Lichtreflexe vorstellbar sind. Prof. Dr. Ulf Sadowski mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

27 6. Literaturverzeichnis /1/ Meyers Online Lexikon /2/ Browns Nautical Almanac, Brown, Son &Ferguson Ltd Glasgow 2007 ISBN Nr.: /3/ Copyright by Markus Eisenbart NauticTools for Windows Version Quellen: 1. Lageplan Vispirion Energy 2. Oberflächenstruktur Anlage Vispirion Energy mi GmbH 2012 Stand 24. Juni

28

29 650 Riverbend Drive, Suite B Kitchener, Ontario, Canada N2K 3S2 Tel: Fax: Figure 3 ASTM G Reference Spectrum We can get the reflectivity from 280 nm to 1200 nm in different surface, Type Non-ARC glass ARC glass Non-ARC module ARC module reflectivity 8.23% 7.01% 8.85% 8.18% If you just consider visible light from 390nm to 780nm, Type Non-ARC glass ARC glass Non-ARC module ARC module reflectivity 8.24% 6.89% 8.46% 7.94% This level is acceptable by most application. In addition, mirror-like reflection to the ground can be effectively reduced because of tilt angle of modules. The module reflection is lower than reflection from traditional windows.

30 650 Riverbend Drive, Suite B Kitchener, Ontario, Canada N2K 3S2 Tel: Fax: To whom it may concern, Declaration on reflectivity of PV modules More and more PV modules are widely used in BIPV projects, and there is more care on reflectivity of PV modules than ever. In fact, the reflection can be divided into two types, specular (mirror-like) reflection and diffuse reflection. Diffuse reflection (shown in Figure 1 1 ) is always at a safe level, while mirror-like reflection should be well considered. From basic physics knowledge, you can find mirror-like reflection can only be seen in a certain area. Anyway, a test on reflectivity is worth. Because of limitation of equipment, samples can be test only on a size of 1 cm x 1 cm scale and the wavelength from 200 nm to 1,200 nm. From Figure 2, you can find the reflectivity comparison between glass and modules, with anti-reflection coating (ARC) and without AR coating. Figure 1 Diffuse reflection Figure 2 reflectivity on different wavelength Different spectrum will affect the reflectivity, as a result, a simple calculation is based on AM We choose ASTM G reference spectra (shown in Figure 3) as the data for calculation. 1 Picture comes from Wikipedia, the free encyclopedia. 2 AM 1.5: The spectrum outside the atmosphere, the 5,800 K black body, is referred to as "AM0", meaning "zero atmospheres". "AM1.5", 1.5 atmosphere thicknesses, corresponds to a solar zenith angle of 48, and is almost universally used to characterize terrestrial solar panels.