Sonne 1.0 Kurzbeschreibung

Transkript

1 Sonne 1.0 Kurzbeschreibung Die Sonne ist das UM und AUF unserer Energiezukunft. Leider wissen nur wenige Leute Näheres über die Sonne, dabei wäre das so wichtig: für die Bauplatzwahl Fensteranordnung für die Beurteilung, wo Sonnenkollektoren sinnvoll sind Das Programm Sonne 1.0 steht ab sofort zum Download bereit! Es verrät Ihnen viel Wissenswertes über die Sonne: Wo die Sonne zu einem gewissen Zeitpunkt und im Laufe des Jahres am Himmel zu finden ist Wie sie mit Hilfe der Sonne die genaue Himmelsrichtung bestimmen können ob eine bestimmte Ausrichtung eines Sonnenkollektors günstiger oder ungünstiger ist wie sie Sonnenuhren berechnen können, die die Zeit minutengenau anzeigen Die wesentliche Features erfahren Sie hier:

2 Das Sonnenstandsdiagramm: DI Helmut Priesner Es zeigt für den vorgegebenen Standort die Position der Sonne am Himmel. Waagrecht ist die Himmelsrichtung (Azimut) abzulesen (-90 = Osten, 0 = Süden, 90 = Westen), senkrecht der Höhenwinkel, also wie hoch die Sonne am Himmel steht (0 = Horizont, 90 = im Zenit). Die im Bild oben grauen Linien (Tageslinien) zeigen dabei die Bahn der Sonne im Lauf eines Tages (dargestellt ist der jeweils Erste jeden Monats), die im Bild oben bunten, achterförmigen Kurven stellen die Position der Sonne zu einer bestimmten Uhrzeit im Lauf des Jahres dar (Stundenlinien).

3 Sonnenstand einzeln DI Helmut Priesner Für einen gewählten Tag und eine gewählte Uhrzeit wird bei Drücken der Taste " Zeitpunkt berechnen" die links stehende Tabelle mit Werten gefüllt. Die grau hinterlegten Felder sind normalerweise nur für Hobbyastronomen von Interesse, die Werte ganz unten: A (Azimut, Himmelsrichtung) und h (Höhenwinkel) zeigen die Position der Sonne für einen Beobachter auf der Erde. Das lässt sich auch zur Bestimmung der Himmelsrichtung (rechter Kasten) verwenden.

4 Sonnenkollektor Damit können Sie berechnen, wie sich der Ertrag eines Sonnenkollektors im Lauf des Jahres abhängig von Ausrichtung und Neigung ändert:

5 Das Diagramm zeigt, wie viel Sonnenenergie auf den Kollektor fällt (im Verhältnis zu einem mit der Sonne mitgedrehten Kollektor). Klimadaten (mittlere Sonnenscheindauer) und Verschattung können berücksichtigt werden. Sobald diese Berechnung erfolgt ist, stehen auch im Sonnenstandsdiagramm die Kollektordaten zur Verfügung: ROT ist dabei der Punkt, wo der Kollektor "hinschaut", das heißt, wo die Sonne genau senkrecht auf den Kollektor scheint (hier wie zuvor: Richtung=45, Neigung=46 ). GRÜN sind die Linien gleichen Nutzungsgrades (im roten Punkt also 100%, je schräger das Sonnenlicht auftrifft, umso weniger. Unter der 0%-Kurve ist die Sonne "hinter" dem Kollektor.

6 Sonnenuhr Damit können Sie Zifferblätter für Sonnenuhren berechnen. Das liefert zum Beispiel folgendes Bild:

7 Zunächst einige Grundlagen für Sonnenuhren: Unsere modernen Uhren gehen davon aus, dass jeder Tag aus genau 24, immer genau gleich langen Stunden besteht. Weil aber die Erdachse schief steht und die Erdbahn nicht kreisförmig ist, dauert ein Sonnentag (von dem Zeitpunkt, in dem die Sonne genau im Süden steht bis zum entsprechenden Zeitpunkt des nächsten Tages) nicht genau 24 Stunden, sondern je nach Jahreszeit etwas kürzer oder länger. Es ist also nicht ganz einfach, genaue Sonnenuhren zu bauen. Gnomonische Sonnenuhren Das sind Sonnenuhren, die einen punktförmigen Schattenwerfer (Gnomon) verwenden, also die Spitze eines Stabes oder ein kleines Loch in einer Scheibe. Das hat den Vorteil, dass man nicht nur die Sonnenrichtung, sondern auch die Höhe der Sonne verwerten kann. Im Bild oben sieht man das Zifferblatt einer solchen gnomonischen Sonnenuhr. Im Winter steht die Sonne flach, das entspricht Punkten am oberen Bildrand, im Sommer steht die Sonne hoch am Himmel, der Schattenpunkt befindet sich also weit unten. Dazwischen liegen achterförmige Kurven, wobei der strichlierte Teil (S-förmig) für das erste Halbjahr gilt, der durchgezogene Teil (fragezeichenförmig) für das zweite Halbjahr. Stabsonnenuhren Stabsonnenuhren verwenden einen zum Polarstern ausgerichteten Schattenstab. Dabei ist die Grundgenauigkeit geringer, da man ja anstelle der achterförmigen Kurven nur eine mittlere Gerade verwenden kann. Je nach Jahreszeit ergibt sich dadurch eine Abweichung von etwa ± 15 Minuten. Man kann diese Abweichung (Zeitgleichungskurve) aber in einer Tabelle oder Kurve darstellen und die abgelesene Uhrzeit damit korrigieren. Das Programm kann diese Information grafisch darstellen.

8 Anfang August sind also zu der abgelesenen Uhrzeit ca. 6 Minuten zu addieren, Anfang September geht die Stabsonnenuhr genau, Anfang November sind ca. 16 Minuten abzuziehen.

9 Die Berechnungs- und Gestaltungsmöglichkeiten sind sehr vielseitig. Hier einige Stichworte: Für alle Sonnenuhren: Stundenlinien von-bis wählbar ganze Stunden, halbe Stunden, 10-Minuten-Intervall wählbar Beschriftung innen/außen, Normalzeit/Sommerzeit Tageslinien: Wintersonnenwende, Sommersonnenwende, Tag-und-Nachtgleiche, Tierkreiszeichen, vier frei definierbare Tage Beschriftung arabisch oder römisch, im 12- oder 24-Stunden-Format Export als svg-datei für grafische Nachbearbeitung und hochwertige Druckvorlagen Stabsonnenuhren: Zifferblattbegrenzung frei gestaltbar wahlweise Zeitgleichungskurve Gnomonische Sonnenuhren: ganzjähriges Zifferblatt oder getrennt erstes/zweites Halbjahr (für auswechselbare Zifferblätter)

10 Exportieren von Daten und Grafiken Wenn man Daten auf Papier oder als reale Sonnenuhr haben will, muss man sie in irgendeiner Form in eine Datei umwandeln. Das geschieht mit Hilfe der Export-Funktionen. Sie können dabei Sonnenstandsdaten als Text (csv) oder Grafik (svg) exportieren Kollektordaten ebenfalls als Text (csv) oder Grafik (svg) exportieren Sonnenuhrdaten als Grafik (svg) exportieren (erfordert eine Lizenz je Standort/Ausrichtung) Text-Daten als csv: Das csv-format ist ein einfaches, international gebräuchliches Format zum Darstellen von Tabellenwerten. Dabei werden die Zahlenwerte hintereinander dargestellt, jeweils durch ein Semikolon (Strichpunkt) getrennt. Diese Dateien kann man mit Tabellenprogrammen wie Excel, aber auch mit gewöhnlichen Editoren (z.b. Notepad) oder Textverarbeitungsprogrammen (z.b. Word) öffnen. Grafik-Daten als svg: Das svg-format basiert auf dem XML-Standard. Diese Dateien können von Internetbrowsern (Firefox, Opera, Internet Explorer nur mit Plugin) oder einigen Grafikprogrammen (CorelDraw, Adobe Illustrator, Inkscape, OpenOffice Draw mit Plugin) geöffnet werden. Zum Ausdrucken und Weitergeben kann das svg-format in diverse Grafikformate oder in PDF konvertiert werden. Verglichen mit gewohnten Grafikformaten wie jpg oder gif besitzt das svg-format den entscheidenden Vorteil, dass nicht das Bild an sich, sondern die bildbestimmenden Objekte (Linien, Kurven, Texte) gespeichert werden. Dadurch kann die Grafik nachträglich einfach verändert werden (Farben, Maßstab, Linienstärken, Textgröße, Schriftart,...) und außerdem wird sie auch bei beliebiger Vergrößerung nicht pixelig.

11 Programmvoraussetzungen: Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 Microsoft.net Framework (In Vista und Windows 7 enthalten, kann für Windows 2000 und XP von Microsoft kostenlos heruntergeladen werden; Versionen 2.0, 3.0, 3.5 möglich) keine besonderen Hardware-Voraussetzungen Lizenzierung: Sonne 1.0 ist für private Zwecke kostenlos. Das Erstellen von svg-dateien für Sonnenuhren erfordert aber eine Lizenz je Standort (definiert durch geografische Länge und Breite sowie die Richtung der Sonnenuhr). Lizenzen können auf Anfrage kurzfristig erstellt und zugeschickt werden. Preise auf Anfrage.