Sonnenstand und Airmass-Zahl in der Geographie
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Questions and Answers

Wie hoch steht die Sonne um die Mittagszeit zur Sommersonnenwende am 21. Juni bei einem Breitengrad von 51°?

  • 16°
  • 31°
  • 63° (correct)
  • 77°

    • Die Tag- und Nachtgleiche findet nur am 21. März statt.

    False

    Welcher Wert der Airmass-Zahl bezeichnet die unbeeinflusste Strahlung am äußeren Rand der Atmosphäre?

    AM 0

    Zur Wintersonnenwende am 21. Dezember hat die Sonne um die Mittagszeit einen Höhenwinkel von _____ Grad.

    <p>16</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Städte den entsprechenden Höhenwinkeln zur Wintersonnenwende am 21. Dezember zu:

    <p>Madrid = 31° Wien = 23° Oslo = 12°</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Airmass-Zahl?

    <p>Den Weg der solaren Einstrahlung durch die Erdatmosphäre.</p> Signup and view all the answers

    Die Strahlung bei AM 1 ist geringer als bei AM 0, da sie bereits die Erdatmosphäre durchdrungen hat.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Nenne die zwei Daten, an denen die Tag- und Nachtgleiche stattfindet.

    <ol start="21"> <li>März und 21. September</li> </ol> Signup and view all the answers

    Welcher Anteil der eingestrahlten Energie kann in diesem Fall als Wärme genutzt werden?

    <p>60%</p> Signup and view all the answers

    Die optischen Verluste sind abhängig von den Betriebsbedingungen des Kollektors.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was kann zur Minimierung thermischer Verluste in Kollektoren verwendet werden?

    <p>Vakuumröhrenkollektor</p> Signup and view all the answers

    Je höher die Kollektor-Vorlauftemperatur, desto geringer ist der __________.

    <p>Kollektorwirkungsgrad</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Kollektorbauarten den entsprechenden Eigenschaften zu:

    <p>Einfachabsorber = Hoher Wirkungsgrad bei niedrigen Temperaturen Vakuumkollektor = Geeignet für industrielle Anwendungen Flachkollektor = Steigerung der Temperaturerhöhung Röhrenkollektor = Erreicht hohe Temperaturen</p> Signup and view all the answers

    Welche Verluste sind thermische Verluste?

    <p>Wärmeleitung</p> Signup and view all the answers

    Die optischen Verluste steigen mit ansteigender Temperatur des Absorbers.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Thermische Verluste umfassen konvektive Verluste, Wärmeleitung und __________.

    <p>Wärmeabstrahlung</p> Signup and view all the answers

    Was ist die optimale Kollektorneigung für die solare Einstrahlung in den Wintermonaten?

    <p>45° – 60°</p> Signup and view all the answers

    Eine flache Kollektorneigung führt zu einem höheren Wärmebedarf im Sommer.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Bei welcher Kollektorneigung kann ein hoher Ertragsüberschuss in den Sommermonaten beobachtet werden?

    <p>40°</p> Signup and view all the answers

    Die Kollektorneigung von _____ führt dazu, dass die solare Einstrahlung im Sommer am geringsten ist.

    <p>90°</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Kollektorneigungen den entsprechenden Effekten zu:

    <p>0° – 30° = Hoher Ertrag im Sommer, geringer Wärmebedarf 45° – 60° = Optimale Einstrahlung im Winter 90° = Geringste Einstrahlung im Sommer 40° = Hoher Ertragsüberschuss im Sommer</p> Signup and view all the answers

    Welcher Einfluss hat die Fassadenintegration von Solarkollektoren?

    <p>Nutzung für Raumheizung und optisches Gestaltungselement</p> Signup and view all the answers

    Eine Kollektorneigung von 70° ist optimal für die solare Nutzung im Winter.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der solaren Einstrahlung bei einer flachen Kollektorneigung im Winter?

    <p>Geringer Sonnenstand, geringere Einstrahlung.</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Werte beschreibt die Summe der physikalisch-optischen Eigenschaften eines Materials im Kontext der Strahlungsenergie?

    <p>α + τ + ρ</p> Signup and view all the answers

    Fensterglas hat im sichtbaren Bereich einen hohen Absorptionsgrad.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptaufgabe des Absorbers in einem Solarkollektor?

    <p>Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie.</p> Signup and view all the answers

    Ein hoher Anteil der Infrarotstrahlung wird durch __________ absorbiert, was zu Verlusten führt.

    <p>Fensterglas</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Glasarten ihren Eigenschaften zu:

    <p>Fensterglas = Hoher Absorptionsgrad für Infrarotstrahlung Infrarotreflektierendes Glas = Niedriger Absorptionsgrad für Infrarotstrahlung</p> Signup and view all the answers

    Warum ist infrarotreflektierendes Glas für Solarkollektoren besser geeignet als Fensterglas?

    <p>Es heizt sich weniger auf.</p> Signup and view all the answers

    Der Reflexionsgrad ist ein Faktor, der den Kollektorwirkungsgrad beeinflusst.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Der Absorber überträgt die Wärme zum __________, das üblicherweise ein Wasser/Glykol-Gemisch ist.

    <p>Heizmedium</p> Signup and view all the answers

    Welche Kollektorneigung liefert einen höheren Beitrag zur Deckung des Heizwärmebedarfs in den Wintermonaten?

    <p>70°</p> Signup and view all the answers

    Eine effizientere Gebäudedämmung erhöht den Wärmebedarf.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was wird zur Bevorratung von Trinkwasser verwendet?

    <p>Warmwasser- bzw. Brauchwasserspeicher</p> Signup and view all the answers

    Die Temperatur im Speicher steigt von _____ nach oben an.

    <p>unten</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Teile der Speicherbeschreibung den entsprechenden Funktionen zu:

    <p>Unteres Drittel = Reserviert für die Solaranlage Oberes Drittel = Dient als Bereitschaftsvolumen Kaltwasserzufluss = Positioniert im tiefsten Punkt Entnahme des Brauchwassers = Erfolgt im obersten Punkt</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der Dichte von Wasser, wenn es erwärmt wird?

    <p>Die Dichte sinkt.</p> Signup and view all the answers

    Pufferspeicher sind mit Trinkwasser gefüllt.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Im Sommer können solare Erträge durch eine _____ erwärmt werden.

    <p>E-Patrone</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der untere Teil eines Brauchwasserspeichers erwärmt, wenn eine Solaranlage Wärme bereitstellt?

    <p>Von unten nach oben</p> Signup and view all the answers

    Eine Nachheizung ist immer notwendig, wenn der Tagesertrag der Solaranlage ausreichend ist, um das komplette Speichervolumen zu erwärmen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was passiert im Speicher, wenn der Vorlauf von der Solaranlage eine höhere Temperatur hat als das Speicherwasser?

    <p>Das Wasser strömt nach oben und erwärmt den oberen Teil des Speichers.</p> Signup and view all the answers

    Der ______ Teil des Brauchwasserspeichers wird von dem Heizkessel erwärmt.

    <p>obere</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Teile des Brauchwasserspeichers ihrer Funktion zu:

    <p>Oberer Teil = Wird durch den Heizkessel erwärmt Unterer Teil = Wird durch die Solaranlage erwärmt Vorlauf der Solaranlage = Hat eine höhere Temperatur als das Speicherwasser Rücklauf zur Solaranlage = Sitzt im untersten Teil des Speichers</p> Signup and view all the answers

    Welche Herausforderung besteht bei der Verwendung eines Brauchwasserspeichers mit internem Wärmetauscher?

    <p>Der Tagesertrag der Solaranlage ist möglicherweise nicht ausreichend.</p> Signup and view all the answers

    Der Vorlauf der Solaranlage ist im oberen Teil eines Brauchwasserspeichers mit externem Wärmetauscher angeordnet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Wie erfolgt die Erwärmung des Speichers im ersten Schritt, wenn die Solaranlage Wärme bereitstellt?

    <p>Durch freie Konvektion.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Solarthermie

    • Solare Einstrahlung kann aktiv (z.B. Wärmeerzeugung, Photovoltaik) oder passiv (z.B. Solararchitektur) genutzt werden.
    • Indirekte Nutzung umfasst Energieträger, die aus solaren Prozessen entstehen (Biomasse, Windenergie, Wasserkraft).
    • Die solare Einstrahlung entsteht durch Kernfusionsprozesse in der Sonne.
    • Wasserstoffkerne verschmelzen zu Helium. Bei diesem Prozess wird Energie freigesetzt.
    • Die spezifische Ausstrahlungsleistung der Sonne beträgt ca. 63,3 x 106 W/m².
    • Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt ca. 5.777 K.
    • Der Abstand zwischen Sonne und Erde variiert im Jahresverlauf.
    • Die Solarkonstante ist die extraterrestrische Bestrahlungsstärke der Erde und beträgt 1.367 W/m².
    • Die solare Einstrahlung besteht aus verschiedenen Wellenlängenbereichen (UV, sichtbar, Infrarot).
    • Die Erdatmosphäre beeinflusst die solare Einstrahlung durch Absorption, Streuung und Reflexion.

    Solare Einstrahlung auf die Erdoberfläche

    • Die solare Einstrahlung wird durch die Erdatmosphäre beeinflusst.
    • UV-Strahlung wird hauptsächlich durch die Ozonschicht absorbiert.
    • Sichtbares Licht und Wärmestrahlung im Infrarotbereich durchdringen die Atmosphäre größtenteils.
    • Wolken und andere Oberflächen reflektieren einen Teil der Strahlung (Albedo).
    • Die Absorption von verschiedenen Gasen (z.B. Ozon, Kohlendioxid) beeinflusst die Strahlung.
    • Rayleigh-Streuung an kleinen Partikeln in der Atmosphäre trägt zur Streuung bei.
    • Mie-Streuung an größeren Partikeln beeinflusst ebenfalls die Strahlung.

    Sonnenstand und Sonnenbahn

    • Die Sonnenbahn wird durch Höhenwinkel und Azimutwinkel beschrieben.
    • Der Höhenwinkel gibt den Winkel zur Horizontalen an.
    • Der Azimutwinkel gibt die Abweichung von der Südrichtung an.
    • Die Sonnenbahn variiert im Jahresverlauf aufgrund der Erdbahn um die Sonne und der Erdachsneigung.
    • Die Sonnenstandshöhe variiert abhängig vom Breitengrad.

    Solarthermische Anlagen

    • Solarthermische Anlagen verwenden Solarkollektoren, Pufferspeicher und Brauchwasserspeicher.
    • Solarkollektoren wandeln solare Strahlung in Wärme um.
    • Pufferspeicher speichern die Wärme für die spätere Nutzung.
    • Solarkollektoren können als Aufdach- oder Indachkollektoren ausgeführt sein.
    • Flachkollektoren sind die gängigste Bauart.

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    Description

    Dieses Quiz behandelt den Sonnenstand zu verschiedenen Jahreszeiten, insbesondere zur Sommersonnenwende und Wintersonnenwende. Darüber hinaus wird die Airmass-Zahl und deren Einfluss auf die Strahlung behandelt. Teste dein Wissen über geographische Konzepte und Strahlungsenergie.

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