Gegenüberstellung der Meßwerte der Sonnenscheindauer,
ermittelt mit dem Sonnenscheinautographen und dem Sonnenenergiesensor

 

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.

 

Sonne Campell-Stokes

 

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.

 

Sonne Vergleich

 

Sonne Sensor

 

Schauen wir uns mal die Verteilung der Abweichungen in Abbildung 3 an.


Sonne Sensor Abweichung 
 

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)


Abweichung Jahr
 

Differenz Meßverfahren 


Wetterstation Jänickendorf
Marco Ringel