Sonnenhöhe und Himmelsrichtung
Wie hoch die Sonne steht, entscheidet über Schatten im Garten, den Ertrag einer Solaranlage, die Blendung im Büro und das Licht beim Fotografieren. Zwei Winkel beschreiben die Position vollständig: Die Sonnenhöhe ist der Winkel über dem Horizont, der Azimut die Himmelsrichtung, gemessen von Norden über Osten im Uhrzeigersinn. Süden liegt also bei 180 Grad, Westen bei 270 Grad.
Der Rechner bestimmt beide Winkel für jeden Ort und jeden Zeitpunkt. Er berücksichtigt die Deklination der Sonne, die sich im Lauf des Jahres zwischen etwa plus und minus 23,4 Grad bewegt, und die Zeitgleichung, die den Unterschied zwischen Uhrzeit und Sonnenzeit beschreibt. In Berlin steht die Sonne am 21. Juni um 13:00 Uhr Sommerzeit knapp 61 Grad hoch, fast genau im Süden.
Aus der Sonnenhöhe ergibt sich die Schattenlänge: Ein ein Meter hoher Stab wirft dann einen Schatten von rund 56 Zentimetern. Im Dezember ist der Mittagsschatten am selben Ort fast viermal so lang wie der Stab. Zusätzlich nennt der Rechner die Uhrzeit des wahren Mittags, zu der die Sonne ihren höchsten Stand erreicht.
Anwendungen und Genauigkeit
Für Photovoltaik und Solarthermie zeigt der Rechner, ob Bäume, Nachbargebäude oder Gauben zu bestimmten Zeiten Schatten werfen. Messen Sie die Höhe des Hindernisses und den Abstand und vergleichen Sie den Winkel mit der Sonnenhöhe. Liegt die Sonne tiefer als die Oberkante des Hindernisses, liegt das Modul im Schatten. Prüfen Sie dafür besonders die Wintermonate, wenn die Sonne flach steht.
Im Garten hilft die Rechnung bei der Wahl des Standorts für Beete, Terrassen und Sonnensegel. Fotografinnen und Fotografen planen damit Aufnahmen bei niedrigem Sonnenstand, und Architekten prüfen die Besonnung von Räumen. Für Sonnenauf- und -untergangszeiten gibt es einen eigenen Rechner.
Die Berechnung folgt den Näherungsformeln der amerikanischen Wetter- und Ozeanbehörde NOAA und ist auf etwa ein halbes Grad genau. Die Lichtbrechung der Atmosphäre ist nicht eingerechnet. Sie hebt die Sonne nahe dem Horizont scheinbar um etwa ein halbes Grad an, bei höherem Stand ist der Effekt vernachlässigbar.
Wählen Sie die Zeitzone passend zum Datum: In Deutschland gilt im Sommer die MESZ, im Winter die MEZ. Wer die falsche Zone wählt, verschiebt den Sonnenstand um eine Stunde, also um rund 15 Grad Azimut. Längengrade östlich von Greenwich sind positiv, westliche negativ.
Tipps und typische Fehler
Sonne einplanen.
- Zeitzone: MEZ oder MESZ.
- Winter: Flacher Stand.
- Solar: Verschattung prüfen.
- Garten: Beete ausrichten.
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Häufige Fragen
Was bedeutet Azimut?
Die Himmelsrichtung der Sonne in Grad, von Norden im Uhrzeigersinn gemessen: 90° Ost, 180° Süd, 270° West.
Wann steht die Sonne am höchsten?
Zum wahren Mittag. In Deutschland ist das je nach Ort und Datum etwa zwischen 12 und 13:30 Uhr Ortszeit.
Warum steht die Sonne im Winter so tief?
Weil die Erdachse geneigt ist und die Sonne dann über der Südhalbkugel steht.
Wie hoch steht die Sonne im Sommer in Deutschland?
Zur Sommersonnenwende mittags je nach Ort etwa 60 bis 66 Grad.
Wie berechne ich die Schattenlänge?
Höhe des Gegenstands geteilt durch den Tangens der Sonnenhöhe.
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