Erste Versuche mit einem festen Schwellwert
Seit gut 15 Monaten
ist nun der Sonnenenergiesensor der Firma Feger & Co. an meiner Wetterstation
angeschlossen. Da dieser neben der Globalstrahlung auch die Sonnenscheinstunden
messen soll, habe ich ein Jahr lang mit dem
Sonnenscheinautographen verglichen.
Zum Ergebnis möchte ich nun Stellung nehmen.
In der ersten
Abbildung sind die Werte der täglichen Sonnenscheindauer aus konventioneller
Messreihe dargestellt.
Die zweite Abbildung
zeigt Ihnen die Messwerte, die aus der Sonnenscheinaufzeichnung des
Sonnenenergiesensor der Firma Feger & Co. stammen. Auf dem ersten Blick
sieht man noch nicht sehr viel. Aber schauen wir uns mal die Abbildung
3 an.
Hier sind einige
Abweichungen zu erkennen. Das Spektrum reicht von –7,6 Stunden im Dezember
bis +64,6 Stunden im Juni (88,2 bis 133,0 %). Die Jahressumme beträgt
beim Autographen 1555,7 Stunden und beim Sensor 1833,6. Das sind 277,9
Stunden mehr. Der Überschuss ist nicht nur allein einer Ungenauigkeit
des Gebers nachzusagen. Dies hat andere Ursachen.
Schauen wir uns
mal die Verteilung der Abweichungen in Abbildung 3 an.
Hier ist leicht zu erkennen, dass innerhalb der Wintermonate die Abweichungen
am geringsten ist, dagegen im Sommer die Werte ansteigen. Die Ursache ist
in der Lichtintensität zu suchen. Im Winter liegt der Strahlungswert
bei bedecktem Himmel aufgrund des Sonnenstandes meist unter dem von der
WMO festgelegtem Schwellwert für Sonnenschein von 120 Watt pro Quadratmeter
ständiger Leistung. Da die Sonne im Sommer höher steht, ist der
erreichte Wert bei bedecktem Himmel und relativ dünner Wolkenschicht
oftmals höher als 120 W/m², der Geber bringt also Sonnenschein.
Die Ursache liegt in der Ausstattung des Gebers. Dieser besteht nur aus
einem der Sonne zugerichtetem Sonnenpanel. Dem Geber fehlt nun der Abgleich
zur wahren Himmelsstrahlung, d.h. er müsste abwechselnd die Strahlung
bei abgedunkeltem und dann bei offenem Geber messen, wie es der SONI des
DWD macht. Diese Technik steht aber leider nicht zur Verfügung. Bei
dieser Messmethode würde der Geber auch beim Überschreiten
des Schwellwertes erkennen, dass die Sonne nicht scheint, da sich
Himmels- und Globalstrahlung nicht voneinander unterscheiden.
Unser Geber kann dies nicht, und so bringt er bei trüben Tagen im
Sommer oftmals einige Stunden zuviel Sonne. Dies muss von Hand korrigiert
werden. Abschließend kann man sagen, dass der Sensor im Winterhalbjahr
eine Trefferquote von 100,2 % hat (Abbildung 4). Nur im Sommer bewegt sich
die Abweichung auf 127,3 % des tatsächlichen Wertes. Wenn der Wert
korrigiert wird, d.h. an trüben Tagen ohne Sonne, kann man die Fehlerquote
von 123 auf ca. 110 % drücken. Verändert man dann noch den Eingangsschwellwert
von 120 auf 130 W/m², so wird man fast auf 100 % Anzeigegenauigkeit
kommen. Ich denke, dass damit eine Jahresauswertung zuverlässig
möglich ist. Damit leben muss man aber, dass die täglichen
Differenzen weiterhin bestehen werden. (Abbildung 5)
Wetterstation Jänickendorf
Marco Ringel
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Aktualisierung: 30. Januar 1999
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