Berechnungsfaktoren
Sonnenstrahlung-Korrektur
Auch bekannt als: Solar-Eintrag, Sonneneinstrahlung, α_abs, Absorptionsgrad
Symbol
P_solar W oder K
Kurzantwort
Aufschlag auf die effektive Schaltschrank-Innentemperatur durch direkte Sonneneinstrahlung — abhängig von Absorptionsgrad α_abs des Gehäuses und der eingestrahlten Solarleistung G in W/m².
Grundlage: Kategorie: Berechnungsfaktoren
Orientierungshilfe · Prüfung durch Elektrofachkraft erforderlich
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Formel-Referenz
Ausführliche Definition
Außenmontierte Schaltschränke heizen sich bei direkter Sonneneinstrahlung deutlich stärker auf als die Umgebungsluft. Die Sonnenstrahlung-Korrektur erfasst diesen Effekt physikalisch: Ein Teil der einfallenden Solarleistung G (etwa 800–1000 W/m² bei klarer Mittagssonne) wird vom Gehäuse absorbiert. Der Anteil α_abs hängt vom Werkstoff und der Oberfläche ab — helle Pulverlackierungen liegen bei 0,4, mattschwarze Stahlbleche bei 0,9, Edelstahl und GFK bei rund 0,5. Die absorbierte Leistung erhöht die Wandtemperatur des Gehäuses und damit die Innentemperatur. Im Modell des Schaltschrank-Rechners (Phase 2) wird dieser Effekt als Aufschlag von rund 5 bis 12 K auf die effektive Innentemperatur abgebildet, was die zulässige Strombelastbarkeit über den Temperaturfaktor k_t entsprechend reduziert.
Typische Werte und Bandbreite
| Typischer Bereich | 0,4 bis 0,9 je nach Lackierung, 800–1000 W/m² (Strahlung Sommer) |
|---|---|
| Untergrenze | 0,4 (helle Pulverbeschichtung) |
| Obergrenze | 0,9 (dunkel lackierter Stahl) |
Anwendung in unseren Rechnern
Im Schaltschrank-Rechner aktiviert die Auswahl 'Außen sonnenexponiert' diese Korrektur. Bei einem dunklen Stahlblechgehäuse (α_abs = 0,9) und 1000 W/m² Sonne wird die effektive Innentemperatur um rund 17 K erhöht — im Vergleich zur Innenaufstellung sinkt die zulässige Strombelastbarkeit um 20–30 %. Bei hellem GFK-Gehäuse (α_abs = 0,5) ist der Effekt deutlich geringer.
Häufige Missverständnisse
Häufig wird die Sonnenstrahlung mit der Umgebungstemperatur verwechselt — das sind unabhängige Effekte. Auch wird der Absorptionsgrad oft mit dem Emissionsgrad gleichgesetzt: Im Wellenlängenbereich des Sonnenlichts (sichtbar) zählt α_abs, im Wellenlängenbereich der Wärmeabstrahlung (Infrarot) zählt ε. Helle Beschichtungen können einen niedrigen α_abs (0,4) und gleichzeitig einen hohen ε (0,9) haben — ideal für Außenmontage.
Häufige Fragen
Fachliche Details zu dieser Berechnung
Welcher Absorptionsgrad gilt für RAL 7035 (Lichtgrau)?
RAL 7035 hat α ≈ 0,4 — typisch für helle Pulverbeschichtung von Industriegehäusen. Gegenüber RAL 9005 (Tiefschwarz, α ≈ 0,95) halbiert das den solaren Wärmeeintrag mehr als nur. Deshalb sind Außenmontage-Schränke fast immer in hellen RAL-Tönen.
Wann braucht der Schaltschrank zusätzlich Klimatisierung?
Bei P_v > 200 W Verlustleistung, dunkler Gehäusefarbe oder Süd-Lage ohne Abschattung wird die effektive Innentemperatur trotz Korrektur zu hoch (>50 K Übertemperatur). Dann hilft nur aktive Klimatisierung oder ein Schattendach.
Gilt der Effekt auch im Winter oder bei Bewölkung?
Bewölkung reduziert die Strahlungsleistung auf 100–300 W/m² — der Effekt fällt etwa um Faktor 5–10. Im Winter spielt der Solar-Eintrag praktisch keine Rolle für die Auslegung; dimensioniert wird nach dem Sommer-Worst-Case mit klarem Himmel und Mittagssonne.
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