In den mitgelieferten Klimadateien liegt die Einstrahlung auf die Horizontale in Watt pro Quadratmeter Bezugsfläche vor. Diese wird vom Programm während der Simulation auf die geneigte Fläche umgerechnet und mit der Gesamtbezugsfläche multipliziert.

Hierzu muss die Strahlung in einen diffusen und direkten Strahlungsanteil aufgeteilt werden. Diese Aufteilung geschieht nach dem Strahlungsmodell von Reindle mit reduzierter Korrelation. Reindls Modell wird hier abhängig vom Clearness Index und dem solaren Höhenwinkel eingesetzt. [Reindl, D.T.; Beckmann, W. A.; Duffie, J.A. : Diffuse fraction correlations; Solar Energy; Vol. 45; No. 1, S.1.7; Pergamon Press; 1990]

Anschließend werden diese in die Einstrahlung auf die geneigte Fläche umgerechnet, wobei das anisotrope Himmelsmodell von Hay und Davis benutzt wird. [Duffie,J.A.; Beckmann, W.A.: Solar engineering of thermal process; John Wiley & Sons, USA; zweite Auflage; 1991]

Dieses Modell berücksichtigt den Anisotropiefaktor für die zirkumsolare Strahlung und den Bodenreflexionsfaktor (= 0,2).

Die Einstrahlung auf die Kollektorfläche (Bezugsfläche) wird aus der Bestrahlungsstärke (W/m²) auf die Horizontale berechnet:

• Aufgrund des Datums, der Uhrzeit und der geographischen Breite ergibt sich die Sonnenhöhe und der Sonnenazimut.

• Aufgrund der Sonnenhöhe, des Sonnenazimutwinkels, des Kollektoraufstellwinkels und des Kollektorazimutwinkels wird die Stellung der Sonne zur Kollektorfläche ermittelt. Hiermit lässt sich der direkte Anteil der Sonnenstrahlung auf die Horizontale in den direkten Anteil der Sonnenstrahlung bezogen auf den Kollektor unter Berücksichtigung der Bezugsfläche umrechnen. Die Stellung der Sonne zur Kollektorfläche wird auch bei der Berechnung der reflektierten Strahlung (siehe Winkelkorrekturfaktor in der Kollektorgleichung) benötigt.

Berechnung der thermischen Verluste des Kollektors

Variante: Anlagendefinition > Flach-/ Röhrenkollektor > Verluste, bzw. Thermische Verluste

Die vom Kollektor absorbierte und abzüglich der Wärmeverluste an den Kollektorkreis abgegebene Leistung berechnet sich wie folgt:

mit	Gdir	direkter Einstrahlungsanteil bezogen auf die geneigte Kollektorfläche
	Gdiff	diffuse Einstrahlung bezogen auf die geneigte Kollektorfläche
	TKm	mittlere Temperatur im Kollektor
	TL	Lufttemperatur
	fIAM	Winkelkorrekturfaktor

Nach Abzug der optischen Verluste

Nach Abzug der optischen Verluste (Konversionsfaktor und Winkelkorrekturfaktoren) geht ein Teil der absorbierten Strahlung durch Wärmetransport- und Abstrahlung an die Umgebung verloren. Diese Verluste werden durch die Wärmedurchgangskoeffizienten beschrieben.

Die Koeffizienten für die Winkelkorrekturfaktoren (IAM = Incident Angle Modifier) beziehen sich auf die senkrecht zum Sonnenstrahl gemessene Einstrahlung (DNI = Direkt Normal Irradiation).

Der Wärmedurchgangskoeffizient k (Wärmeverlustbeiwert) gibt an, wie viel Wärme der Kollektor pro Quadratmeter Bezugsfläche und Grad Kelvin Temperaturunterschied zwischen Kollektormitteltemperatur und Umgebung an seine Umgebung abgibt.

Er wird in 2 Teile zerlegt, den einfachen und den quadratischen Teil.

• Der einfache Teil k_o (in W/m²/K) wird mit der einfachen Temperaturdifferenz.
• Der quadratische Teil k_q (in W/m²/K²) wird mit dem Quadrat der Temperaturdifferenz multipliziert.

Spezifische Wärmekapazität

Die spezifische Wärmekapazität gibt die Wärmemenge pro Quadratmeter Bezugsfläche an, die der Kollektor inklusive Wärmeträgerinhalt bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin speichern kann. Sie wird in Ws/m²K angegeben. Diese entscheidet, wie schnell der Kollektor auf die Einstrahlung reagiert. Der Einfluss dieser Größe ist nur bei relativ kleinem Rohrleitungsnetz von Bedeutung, da andernfalls die Kapazität des Rohrleitungsnetzes überwiegt.