Mit dem Calculator auf der nächsten Seite können Sie den Schatten einer Windkraftanlage in einer ebenen, horizontalen Landschaft simulieren, und zwar für beliebige Minuten, Stunden, Monate, Jahre und an jedem Ort der Erde.

Wenn Sie die Schatten für ein ganzes Jahr berechnen wollen, kann Ihr Computer zwischen 20 Minuten und ein paar Stunden dazu benötigen, abhängig von der Geschwindigkeit Ihres Computers und Browsers und von der örtlichen und zeitlichen Auflösung der Grafik. Eine feine Auflösung (bis hinunter zu 3 Pixel) oder ein großer Zeichenbereich erhöht die Rechendauer und den Speicherplatzbedarf Ihres Computers beträchtlich.

Die Grauschattierungen in der Grafik werden automatisch vom Programm ausgewählt. Die am meisten vom Schatten betroffenen Gebiete werden schwarz gezeichnet, die Gebiete mit geringstem Schatten weiß. Das gilt unabhängig davon, ob Sie die Berechnung für eine Minute oder für ein Jahr durchführen. Die nicht vom Schatten betroffenen Gebiete bleiben grün.

Wenn Sie eine Anzeige mit Millionen von Farben haben, werden Sie sehen, daß die Grauschattierung fließend ineinander übergehen. Wenn Sie lieber abgestufte "Bänder" der Schattenintensität sehen möchten (wie die Bilder auf dieser Website), stellen Sie Ihren Monitor auf einige Tausend Farben oder sogar nur 256 Farben ein.

Wenn Sie eine Schattenkarte gerechnet haben, möchten Sie diese zu einem späteren Zeitpunkt vielleicht wieder ansehen, um sie beispielsweise mit einer anderen zu vergleichen. Sie können die Karte speichern (z.B. auf ihrem Desktop), genauso wie Sie jede andere Seite im HTML-Format mit dem Internet Explorer 4 speichern können. Wählen Sie einfach Speichern aus dem Datei-Menü (und merken Sie sich, wohin Sie es speichern und wie Sie benennen).

Wenn Sie als Browser den Internet Explorer 4 verwenden und die entsprechende Option aktiviert haben, können Sie in der Statuszeile des Browsers die genauen Schattenminuten jeder Zelle auslesen, indem Sie den Mauszeiger einfach auf die entsprechende Stelle hinbewegen.

Das Programm verwendet eine Anzahl von Standardfarben, die auf dem Bildschirm logisch erscheinen. Wenn Sie das Ergebnis auf einem Schwarzweiß-Drucker ausdrucken möchten, sind diese Farben vielleicht nicht optimal. Deshalb haben wir eine Funktion eingebaut, mit der Sie die Farbpalette ändern können, ohne die lange Berechnung noch einmal durchführen zu müssen. Sie können eine bestimmte Schattenzone der Anlage mit einer besonderen Farbe einfärben. Wenn Sie eine große Karte mit hoher Auflösung bearbeiten, kann es schon ein paar Minuten dauern, bis die Karte neu eingefärbt ist (IE 4 ist hier langsamer als Netscape 4).

Sie können die Grafik verändern, indem Sie allen Punkten, die eine bestimmte minimale Anzahl von Schattenminuten aufweisen, die gleiche Farbe geben. Bei sehr großen Karten mit hoher Auflösung kann dieser Vorgang jedoch einige Minuten in Anspruch nehmen.

Wenn Sie fotografieren und ein bestimmtes Motiv unter idealen Lichtbedingungen aufnehmen wollen, können Sie mit diesem Calculator herausfinden, zu welcher Zeit die Sonne wo steht. (Wir haben das getestet, bevor wir hinausgefahren sind, um bestimmte Windkraftanlagen zu fotografieren). Sie können das Programm auch dazu benützen, um herauszufinden, wo Sie am besten Ihre Terrasse bauen sollen (egal, ob Sie Sonne oder Schatten wollen).

Sie können den Standort Ihrer Anlage entweder mit Hilfe des Popup-Menüs einstellen, das die geographische Länge und Breite einer Zahl von Städten in der ganzen Welt gespeichert hat, oder Sie geben Längen- und Breitengrad direkt in Grad und Minuten ein, gemeinsam mit der Zeitzone.

Die Zeitzone wird automatisch miteingestellt, wenn Sie das Popup-Menü mit den Städten verwenden. Sie können die Zeitzone auch relativ zur GMT eingeben, oder den Standardmeridian der Zeitzone, das ist der Längengrad relativ zu Greenwich. Der Standardmeridian ist fast immer ein Vielfaches von 15 Grad, entsprechend einem Zeitunterschied von einer Stunde. (Indien und einige andere Gebiete haben eine Zeitzone, die ein Vielfaches von 7.5 Grad ist und einer halben Stunde entspricht).

Sie können Datum und Zeit eingeben, um den Zeitpunkt von Sonnenauf- und -untergang zu sehen. Sie erhalten auch die dazugehörige Richtung, in der die Sonne steht.

Geben Sie die Nabenhöhe und den Rotordurchmesser ein. Die typische Nabenhöhe einer 600-750 kW-Anlage beträgt 45 bis 60 m, während der typische Rotordurchmesser zwischen 43 und 48 m liegt. (Sie können Beispiele dafür finden, wenn Sie sich die Popup-Menüs desLeisutngs-Calculators ansehen).

Wenn Sie Gebiete untersuchen wollen, die tiefer liegen als die Basis der Anlage, können Sie schwindeln, indem Sie einfach die Nabenhöhe der Anlage vergrößern. Umgekehrt können Sie die Nabenhöhe verringern, wenn Sie Gebiete studieren wollen, die höher als die Basis der Anlage liegen. Wenn Sie z.B. 0.5 für den Rotordurchmesser eingeben, können Sie mit diesem Programm den Schatten einer Mastspitze oder einer Gebäudekante untersuchen. (Oder Sie bauen sich eine Sonnenuhr damit).

Sie können ein Schattenbild (d.h. eine Minute) pro Stunde, Tag, Monat oder Jahr einstellen.

Sie können die Grafikgröße entsprechend Ihrer Monitorgröße (und/oder Papierformat) anpassen. Wenn Sie genug RAM-Speicher (und Zeit) haben, können Sie auch eine Karte zeichnen lassen, die größer als der Monitor ist. Die voreingestellte Größe läßt sich schön auf A4-Papier im Querformat drucken.

Der Parameter Auflösung bestimmt die Fläche, die von einem Quadrat mit 3-25 Pixel repräsentiert wird. Am besten lassen Sie ein Quadrat in Wirklichkeit weniger als einen halben Rotordurchmesser groß sein; so bekommen Sie eine ordentliche Grafik. Sie können diese Auflösung auch entsprechend der Landkarte Ihres potentiellen Standortes einstellen, das Ergebnis auf Overheadfolie ausdrucken und über die Landkarte legen. (Ein gedrucktes Pixel entspricht 1/72 eins inch; 1 inch = 2.54 cm).

Die Schrittweite in Minuten bestimmt, wieviel Schattenbilder das Programm erstellt. Die Voreinstellung ist 4 Minuten und entspricht dem Weiterwandern der Sonne um 1 Grad (= Änderung desAzimuth um 1 Grad) zwischen zwei Simulationen. Sie können viel Rechenzeit sparen, wenn Sie ein größere Schrittweite wählen. Bei einem Monat oder einem Jahr variieren die Ergebnisse nicht sehr stark, wenn Sie Schritte von 8 Minuten einstellen - und Sie benötigen nur 1/8 der Zeit im Vergleich zu 1-Minuten-Schritten. Wenn die Grafik nicht besonders schön ist (oder wenn sie asymmetrisch ist, obwohl sie eine zufällige Rotorrichtung eingestellt haben), kann Ihre Schrittweite zu groß sein. Wenn Sie die Schrittweite verdoppeln, geht das Programm davon aus, daß der Rotorschatten doppelt so lange am gleichen Platz bleibt. Bei jeder Schattenprojektion wird die Schrittweite zum entsprechenden Minutenzähler jedes Gebiets addiert.

Als Rotorrichtung können Sie eine zufällige wählen (Voreinstellung), was bedeutet, daß der Rotor in jede beliebige Richtung zeigen kann (zufälliger Azimuth). Oder Sie entscheiden sich für worst case. Dann folgt der Rotor immer dem Lauf der Sonne.

Sie können auch einen festen Rotorwinkel von -90 bis 90 Grad einstellen. Dieser Winkel wird relativ zur Südrichtung gemessen, und der Winkel der Sonne ist unabhängig von der Hemisphäre vormittags positiv. 0 bedeutet, daß der Wind aus Nord oder Süd kommt. Südost/Nordwest ist 45 Grad in der nördlichen Hemisphäre und -45 Grad in der südlichen. Ost/West ist 90 bzw. -90 Grad. Bei der Wahl des richtigen Winkels können Sie das Popup-Menü zu Rate ziehen.

Schließlich können Sie auch eine Windrose mit einer Häufigkeitsverteilung der einzelnen Windrichtungen eingeben. Da eine übliche Windkraftanlage mit propellerähnlichem Rotor bezüglich ihrer Rotorebene symmetrisch ist, sollten Sie die addierten Prozentzahlen für jeweils zwei Richtungen (Nord und Süd, etc.) eingeben. Das Programm akzeptiert eine Unterteilung in 8, 12 oder 16 Richtungen, was bedeutet, daß Sie 4, 6 oder 8 Richtung eingeben müssen. Das Programm prüft, daß die Summe genau 100 Prozent ergibt, bevor es mit der Simulation beginnt. Beachten Sie, daß bei Windrosen Nord 0 Grad entspricht und die Grade im Uhrzeigersinn gemessen werden.

Sie sollten den Betriebsfaktor eingeben, das ist die prozentuelle Zeitspanne, innerhalb der sich der Rotor dreht. 0.75 ist ein typischer Faktor. Das vorläufige Ergebnis in Schattenminuten wird mit diesem Faktor multipliziert.

Sie sollten auch die prozentuelle tatsächliche Sonnenscheindauer angeben. Das vorläufige Ergebnis in Schattenminuten wird auch mit diesem Faktor multipliziert.

Wenn Sie eine genaue Statistik über die Zahl der Sonnenscheinstunden pro Monat haben, können Sie auch diese Daten für die Berechnung verwenden. Dazu füllen Sie die Sonnenschein-Tabelle am Ende der Seite aus. In diesem Fall verwendet das Programm die monatliche Dauer anstelle des Durchschnitts. Wir haben die entsprechenden Daten für drei Standorte in Dänemark inkludiert (verwenden Sie einfach das Popup-Menü). Wenn Sie verläßliche Daten über Ihren Standort vorliegen haben, senden Sie uns eine Email mit den Daten, damit wir sie in das Popup-Menü aufnehmen können.

Vergessen Sie nicht, das Kästchen anzukreuzen, um dem Programm mitzuteilen, daß Sie die Daten aus der Tabelle verwenden wollen. (Ein kleiner Trick: Wenn Sie eine Schattenkarte von beispielsweise nur Juni, Juli und August sehen möchten, geben Sie nur die Sonnenscheindauer für diese drei Monate ein und lassen alle anderen auf Null. Dann starten Sie eine Simulation für ein Jahr und verwenden dazu die Sonnenschein-Tabelle).Sie können die maximale Entfernung von der Anlage angeben, da es gewöhnlich nicht notwendig ist, Entfernung von mehr als 7 bis 10 Rotordurchmessern (oder 1 000 m als Maximum) zu untersuchen.

Schließlich können Sie noch die Option zum Auslesen der Schattenminuten mit der Maus aktivieren (für IE 4). Das bedeutet, daß sie die Schattenminuten in der Statuszeile Ihres Browsers ablesen können, wenn Sie einfach den Mauszeiger auf ein Feld setzen. Diese Technik vergrößert den Speicherplatzbedarf.

In diesem Programm wird der Zeitpunkt des Sonnenaufgangs als der Moment definiert, in dem der Mittelpunkt der aufgehenden Sonne den Horizont passiert. In den Zeitungen wird der Sonnenaufgang jedoch ein paar Minuten früher angesetzt, da hier das Erscheinen des oberen Sonnenrandes als Zeitpunkt des Sonnenaufgangs herangezogen wird. Zusätzlich spielt die Lichtbrechung eine Rolle, d.h. wir können die Sonne schon sehen, obwohl sie noch gar nicht aufgegangen ist. Der Sonnenaufgang gilt für Ortszeit, oder Sommerzeit, wenn die Option Sommerzeit aktiviert ist.

Unter Mittag verstehen wir hier den Sonnenhöchststand, wenn also die Sonne ihren höchsten Punkt des Tages erreicht hat. Mittag gilt in Ortszeit, oder Sommerzeit, wenn die Option Sommerzeit aktiviert ist.

In diesem Programm wird der Zeitpunkt des Sonnenuntergangs als der Moment definiert, in dem der Mittelpunkt der untergehenden Sonne den Horizont passiert. In den Zeitungen wird der Sonnenuntergang jedoch ein paar Minuten später angesetzt, da hier das Verschwinden des oberen Sonnenrandes als Zeitpunkt des Sonnenuntergangs herangezogen wird. Zusätzlich spielt die Lichtbrechung eine Rolle, d.h. wir können die Sonne noch sehen, obwohl sie schon untergegangen ist. Der Sonnenuntergang gilt für Ortszeit, oder Sommerzeit, wenn die Option Sommerzeit aktiviert ist.

Die Deklination ist der Winkel zwischen der Äquatorialebene der Erde und der Verbindungslinie zwischen Erde und Sonne.Die Erde rotiert um eine Achse, die zum Polarstern zeigt. Diese Achse ist relativ zur Ebene der Umlaufbahn um die Sonne um 23.45° geneigt. Der Winkel zwischen der Äquatorialebene und der Verbindungslinie Erde-Sonne variiert daher zwischen +/-23.45° über das Jahr. Er ist am 21.3. und 23.9. (Tag-und-Nacht-Gleiche) rund Null und erreicht am 21.6. und 21.12. (Sonnenwende) seine Extremwerte. (Die genauen Werte schwanken von Jahr zu Jahr etwas, da die Dauer eines Jahres 365.25 Tage beträgt).

Das ist Zahl der Minuten und Sekunden, welche die Sonne zum Durchschreiten des Horizonts benötigt (Sonnendurchmesser = 0.531°). Am Äquator dauert der Sonnenauf- und -untergang etwas mehr als zwei Minuten. Je näher man sich in Richtung Pole bewegt, umso länger wird diese Dauer. Das gilt besonders im Winter, wie Sie mit dem Calculator nachprüfen können.

Der Sonnenazimuth ist der Winkel zwischen Süden und der auf eine horizontale Ebene projizierten Richtung der Sonne. Dieser Winkel ist am Vormittag positiv und am Nachmittag negativ (unabhängig von der Hemisphäre).

Die Sonnenhöhe ist der Winkel zwischen einer horizontalen Ebene und der Sonne.

Wenn wir in der Mitte unserer Anlage mit dem Rücken gegen Süden stehen und x Längeneinheiten nach rechts (Osten) gehen, y nach vorne (Norden) und z nach oben (oder besser: -z nach unten), dann wird eine gerade Linie von unserer neuen Position zur Mitte der Anlage hin genau zur Sonne zeigen. Die Werte für x, y und z stehen in den drei Feldern.