DE102011000678A1

DE102011000678A1 - Vorrichtung zur Vorherbestimmung der Sonneneinstrahlung an einem definierten Ort

Info

Publication number: DE102011000678A1
Application number: DE201110000678
Authority: DE
Inventors: Peter Hiller
Original assignee: ANALEMMA APPS GmbH
Current assignee: ANALEMMA APPS GmbH
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2012-08-16
Also published as: WO2012107037A2; WO2012107037A3

Abstract

Die Bestimmung des Sonnenstandes und der Sonneneinstrahlung ist im Stand der Technik seit vielen hundert Jahren, etwa aus der Seefahrt und der Navigation bekannt. Heutzutage ist es darüber hinaus möglich, anhand von entsprechenden Tabellenwerken oder mittels entsprechender Software unter Berücksichtigung der tabellarischen Daten für jeden durch Ortskoordinaten definierten Ort den Sonnenstand zu einem definierten Zeitpunkt sowie den Verlauf der weiteren Sonneneinstrahlung mit erheblicher Genauigkeit vorherzusagen. In allen Fällen sind hierzu aber entsprechende Spezialgerätschaften erforderlich. Die Erfindung versetzt den Durchschnittsbenutzer in die Lage eines internetfähigen Mobiltelefons (1) unter Auswertung der erfassten oder eingegebenen Ortskoordinaten, der Kalenderdaten und des Zeitpunktes sowie mittels erfasster und/oder eingegebener Daten zum realen Horizont ebenfalls den Sonnenstand und die für den besagten Ort zu erwartende Sonneneinstrahlung für einen definierten Zeitraum vorherzusagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorherbestimmung der Sonneneinstrahlung an einem definierten Ort, mittels eines internetfähigen Mobiltelefons.
Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise seit jeher bekannt, die Himmelsrichtungen aus dem Stand der Sonne, beispielsweise mithilfe eines einfachen Schattenstabs, eines sogenannten Gnomons, zu bestimmen, wobei wenn die Sonne am höchsten Punkt steht, der durch den Schattenstab geworfene Schatten genau nach Norden zeigt. Dies gilt zumindest für eine Bestimmung auf der Nordhalbkugel, auf der Südhalbkugel verhält es sich bekanntlich umgekehrt. Die eigene Position des Betrachters, also die Ortskoordinaten, werden ebenfalls seit jeher nach dem Stand der Sonne mithilfe eines an sich bekannten Sextanten bestimmt, wobei der Längen- und Breitengrad nacheinander bestimmt werden. Darüber hinaus sind tabellarische Zusammenstellungen, etwa das nautische Jahrbuch, bekannt, die die Position des Bildpunktes der Sonne für jeden Tag und jede Stunde des Jahres für einen durch Ortskoordinaten definierten Ort angeben. Unter dem Bildpunkt versteht man den Punkt, über den die Sonne zu dem fraglichen Zeitpunkt exakt senkrecht steht.
Der Sonnenstand selber wird durch den sogenannten Höhenwinkel h und den Azimut a der Sonne bestimmt. Der Azimut ist der Winkel zwischen der Meridianebene und der Vertikalebene eines Gestirns, also hier der Sonne. Die Berechnung des Azimuts für einen gegebenen Zeitpunkt und einen durch Ortskoordinaten definierten Beobachtungsort kann beispielsweise unter Verwendung des sogenannten nautischen Dreiecks, auch astronomisches Dreieck genannt, erfolgen. Im Falle der Bestimmung des Azimuts der Sonne spricht man folgerichtig vom sogenannten Sonnenazimut.
Inzwischen existieren unter Anwendung der besagten tabellarischen Datenbanken Software-Anwendungen, die eine exakte Berechnung des Sonnenstandwinkels an einem definierten Ort zu einem definierten Zeitpunkt ermöglichen sowie für diesen Ort die Zeitpunkte des Sonnenauf- und -untergangs und des Höchststandes der Sonne anzugeben. Voraussetzung zur Berechnung mittels derartiger Softwaresysteme ist die Angabe von Datum und Uhrzeit der Sonnenstandsbestimmung sowie der GPS-Daten, also Längen- und Breitengrade des Ortes. In verfeinerter Anwendung können in derartigen Softwareanwendungen auch die jeweilige Zeitzone sowie die Höhe des Standortes über dem Meeresspiegel, die Neigung des Untergrundes bzw. die Ausrichtung eines Bezugsobjektes berücksichtigt werden. Im Übrigen berücksichtigen moderne Softwaresysteme auch die Lufttemperatur und den Luftdruck, die ebenfalls geeignet sind, den Sonnenstandswinkel zu beeinflussen.
Der Sonnenstand ist also die durch den Höhenwinkel h und die Himmelsrichtung, definiert durch den Azimut, beschriebene Position der Sonne am Himmel in Abhängigkeit vom jeweiligen Standort und Zeitpunkt.
Der Stand der Technik lässt sich also dahingehend zusammenfassen, dass der vorstehend definierte Sonnenstand zumindest theoretisch für jeden durch Ortskoordinaten definierten Ort zu jedem Zeitpunkt entweder mittels umfangreicher tabellarischer Systeme, mithilfe aufwendiger nautischer oder astronomischer Instrumente, wie etwa den Sextanten, oder aber auch mittels unter Auswertung der besagten tabellarischen Systeme arbeitenden aufwendigen Softwareprogrammen möglich ist.
Allen vorstehend beschriebenen Systemen ist allerdings gemeinsam, dass sie nur mit einem erheblichen Aufwand eingesetzt werden können und eine einfache und schnelle Bestimmung des Sonnenstands oder insbesondere eine Vorhersage des Sonnenstandes vor Ort zumindest dem Durchschnittsbenutzer nicht möglich ist. Dies gilt auch deshalb, weil bei allen vorstehend genannten Anwendungen keine Berücksichtigung des sogenannten realen Horizontes erfolgt. Der reale Horizont unterscheidet sich vom theoretischen Horizont dadurch, dass beim realen Horizont etwaige Abschattungen der Sonne durch zwischen den Betrachter und der Sonne liegende Gebäude zur Berücksichtigung etwaiger Abschattungseffekte zunächst nicht berücksichtigt sind. Selbstverständlich ist es im Stand der Technik möglich, etwa durch einfache Anwendung des Strahlensatzes, den realen Horizont mittels üblicher Vermessungsmethoden zu erfassen und dann unter Anwendung der entsprechenden Software oder der tabellarischen Systeme auch für einen durch Ortskoordinaten definierten Standpunkt den realen Sonnenauf- und -untergang, den Sonnenverlauf und damit etwa den Zeitraum der Sonneneinstrahlung für den entsprechenden Ort mit hinreichender Genauigkeit vorherzusagen. Auch hierbei handelt es sich jedoch um aufwendige Speziallösungen, wie sie etwa im Zusammenhang mit der Planung von Solarkraftwerken, Windkraftanlagen oder hochwertiger Gebäudearchitektur eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es für den Durchschnittsbenutzer vor Ort schnell und einfach ohne zusätzliches Spezialwissen möglich ist, den aktuellen Sonnenstand zu bestimmen und eine Vorhersage über den Verlauf der Sonneneinstrahlung an einem definierten Ort für einen definierten Zeitpunkt oder Zeitabschnitt zu treffen.
Die Erfindung setzt in diesem Zusammenhang ein internetfähiges Mobiltelefon ein, das mit einer Bilderfassungsvorrichtung, einem Erdbeschleunigungssensor sowie einer Kompassanwendung versehen ist, und überdies das Mobiltelefon zusätzlich mit einem Laser zur Erfassung des realen Horizontes versehen ist. Mit dem derart ausgestatteten Mobiltelefon ist es dem Benutzer nach Angabe der Idealerweise aus dem Internet oder sonstig bezogenen oder sonstig bekannten Ortskoordinaten sowie des Datums und der Kalenderdaten zunächst möglich, den aktuellen Sonnenstand und dessen weiteren Verlauf für einen definierten Zeitpunkt zu bestimmen. Über die Bilderfassungsvorrichtung können zusätzlich die realen Bedingungen vor Ort, also insbesondere der reale Horizont, bestimmt werden, wobei die mittels der Bilderfassungsvorrichtung eingegebenen Daten zur Anwendung des Strahlensatzes mit Entfernungsangaben angereichert werden können, die in einfacher Weise durch eine Entfernungsmessung mittels dem in das Mobiltelefon integrierten Laser erfasst werden können. Auf diese Weise kann in an sich bekannter Weise der Abstand der Oberkante eines potentiell abschattenden Gebäudes mit dem Laser erfasst und der in das Mobiltelefon integrierten Software zur Bestimmung des Sonnenstandes zugespielt werden. Hierdurch ist es dem Benutzer in einfacher Weise möglich, mittels eines entsprechend ertüchtigten Mobiltelefons den aktuellen Sonnenstand, aber auch die weitere Dauer der Sonneneinstrahlung für den jeweiligen Standort unter Berücksichtigung der realen Umgebungsverhältnisse, insbesondere der aktuellen Umgebungsverhältnisse vorherzusagen und auf diese Weise beispielsweise zu entscheiden, ob der gewählte Parkplatz für ein Auto günstig ist, ob der gewählte Aufstellort für einen Schreibtisch oder einen Liegestuhl die richtige Wahl ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der zur Bestimmung und Erfassung des realen Horizonts benötigte Laser in das Mobiltelefon integriert.
In weiterer Ausgestaltung des Mobiltelefons ist dem Mobiltelefon eine vorzugsweise steuerbare Spiegelanordnung zugeordnet, um auf diese Weise eine steuerbare Umlenkung des Lasers zu Messzwecken zu ermöglichen oder aber mittels des Laserstrahls eine vorher berechnete Sonneneinstrahlung für einen eingegebenen Ort vor Ort simulieren zu können.
In weiter verbesserter Ausführung ist das Mobiltelefon zusätzlich mit einem integrierten GPS-System versehen, so dass die aktuellen Ortskoordinaten nicht umständlich händisch eingegeben werden müssen oder erst durch eine entsprechende Internetanwendung beschafft werden müssen, sondern einfach mittels des Mobiltelefons erfasst und dem Berechnungsmodul zur Bestimmung des aktuellen und künftigen Sonnenstandes zugespielt werden können.
In abermals verbesserter Ausgestaltung wird der reale Horizont mittels des Mobiltelefons selbsttätig aus dem durch die Bilderfassungsvorrichtung und den Laser durch Abstandsmessung gewonnenen Daten errechnet und dem Berechnungsmodul zur Bestimmung des Sonnenstandes zugespielt.
In weiter verbesserter Ausgestaltung ist das Mobiltelefon zusätzlich mit einem Steuerprogramm versehen, die dem Strahlengang des in das Mobiltelefon integrierten Lasers zugeordnet ist, um den mittels des in das Mobiltelefon integrierten Berechnungsmodul zur Bestimmung des Sonnenstandes ermittelten Verlauf der Sonne vor Ort simulieren zu können.
In weiterer Ausgestaltung kann aus den durch die Berechnung der Sonneneinstrahlung gewonnenen Daten sowie aus weiteren Informationen über den Strahlungswinkel und die Strahlungsdauer die Intensität der Sonneneinstrahlung für einen definierten Zeitabschnitt oder Zeitpunkt ermittelt werden.
Im Übrigen hat es sich bewährt, wenn der Öffnung zur Emission des Lasers des Mobiltelefongehäuses ein Gewindeein- oder -aufsatz zugeordnet ist, an dem bedarfsweise eine Fokussierungseinheit befestigt werden kann, um je nach Anwendung den Laserstrahl fokussieren zu können, etwa in Abhängigkeit davon, ob ein zu bestimmender Abstand eher kurz oder lang ist. Hierdurch kann die Genauigkeit der Abstandsmessung mittels des Lasers erhöht werden.
In abermals vorteilhafter Weiterbildung kann in das Mobiltelefon zusätzlich ein Lichtsensor integriert sein, so dass mittels des integrierten Erdbeschleunigungssensors, also unter Auswertung des Erdmagnetfeldes, der horizontale Azimut und damit der Sonnenstand und Strahlungswinkel der Sonnenstrahlen direkt vor Ort ermittelt werden, indem die relative Strahlungsrichtung zum Erdmagnetfeld ermittelt und dem Berechnungsmodul zugespielt wird. Hierdurch kann der Speicherbedarf des Sonnenberechnungsmoduls drastisch reduziert werden, weil aufgrund der Bestimmung des Einstrahlwinkels der Sonne vor Ort auf die Datenbank mit den entsprechend tabellarischen Werten, weitgehend oder vollständig verzichtet werden kann.
In alternativer Ausgestaltung kann der horizontale Azimut vor Ort mittels der vom integrierten GPS-System erkannten Ortskoordinaten und eines mittels der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommenen Bildes für den durch die erfassten Ortskoordinaten definierten Standort und zu einem definierten Zeitpunkt ermittelt werden, indem durch eine entsprechende Bildauswertung der Strahlungswinkel der Sonne erkannt und dem System zugespielt wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1: ein internetfähiges Mobiltelefon mit integrierter Laservorrichtung in einer Prinzipskizze
2: in einer weiteren Prinzipskizze die Erfassung des realen Horizontes mittels des in 1 dargestellten Mobiltelefons
3: in einer weiteren Prinzipskizze die Bestimmung des aktuellen Sonnenstands mittels des in 1 dargestellten Mobiltelefons.
Zunächst ist auf das in das Mobiltelefon integrierte Berechnungsmodul zur Bestimmung des Sonnenstandes zu einem gegebenen Zeitpunkt an einem gegebenen Ort einzugehen. Hierzu kann beispielhaft die im Folgenden beschriebene Methode eingesetzt werden, die für die hier diskutierten Anwendungen eine hinreichende Genauigkeit bei vertretbarem Rechenaufwand erreicht.
Der Sonnenstand für einen gegebenen Zeitpunkt lässt sich nach gängigen Methoden mit beliebiger Genauigkeit berechnen. Für Anwendungen mit mäßigen Anforderungen genügt die im Folgenden beschriebene stark vereinfachte Methode, die einen günstigen Kompromiss zwischen Genauigkeit und Rechenaufwand darstellt.
Der gewünschte Zeitpunkt ist zuerst in Weltzeit UT umzurechnen (UT = MEZ-1h = MESZ-2h). Als Zeitvariable n wird die Anzahl der Tage seit dem Standardäquinoktium J2000.0 (1. Januar 2000, 12 Uhr TT 12 Uhr UT) verwendet, gegebenenfalls inklusive Tagesbruchteil. Ist JD die Julianische Tageszahl des gewünschten Zeitpunkts, so gilt n = JD – 2451545,0.
Zunächst ist die Position der Sonne auf der Ekliptik zu bestimmen. Sieht man vorerst von den durch die Bahnelliptizität verursachten Geschwindigkeitsschwankungen ab und setzt eine mittlere Geschwindigkeit der Sonne an (360° in ca. 365,2422 Tagen), so erhält man die mittlere ekliptikale Länge L der Sonne (in dieser Formel ist auch der Einfluss der Aberration bereits enthalten): L = 280,460° + 0,9856474°·n
Um den Einfluss der Bahnelliptizität nachträglich zu berücksichtigen und die ekliptikale Länge zu erhalten, ist hierzu als Korrektur die so genannte Mittelpunktsgleichung zu addieren. Diese Korrektur hängt vom Winkel zwischen Sonne und Perihel ab, der so genannten Anomalie. Die Mittelpunktsgleichung erwartet als Eingabewert die (fiktive) gleichförmig anwachsende mittlere Anomalie g. Diese wächst um 360° in einem anomalistischen Jahr zu ca. 365,2596 Tagen: g = 357,528° + 0,9856003°·n.
Die Mittelpunktsgleichung ist eine periodische Funktion der mittleren Anomalie und kann daher in eine Fourierreihe zerlegt werden. Bei kleinen Bahnexzentrizitäten kann die Reihe nach wenigen Termen abgebrochen werden. Berücksichtigt man nur in der Exzentrizität e lineare und quadratische Terme, so lautet die Mittelpunktsgleichung Λ – L = (2esin(g) + 5 / 4e²sin(2g))· 180° / π.
Und für den Fall der Sonnenbahn mit e ≈ 0,0167 ergibt sich daraus für die ekliptikale Länge der Sonne: Λ = L + 1,915°·sin(g) + 0,020°·sin(2g).
L und g sollten vorher durch Addition oder Subtraktion geeigneter Vielfacher von 360° in den Bereich zwischen 0° und 360° gebracht werden. Alternativ zur Benutzung der Mittelpunktsgleichung kann die ekliptikale Länge auch mit Hilfe der Keplergleichung aus der mittleren Länge berechnet werden, was jedoch ein iteratives Lösungsverfahren erfordert.
Für die so berechnete entlang der Ekliptik gezählte ekliptikale Länge muss nun die zugehörige entlang des Himmelsäquators gezählte Rektaszension bestimmt werden. Mit der Schiefe der Ekliptik ε ε = 23,439° – 0,0000004·n ergibt sich die Rektaszension als α = arctan( cos(ε)sin(Λ) / cos(Λ)).
Falls der Nenner im Argument des Arcustangens einen Wert kleiner Null hat, sind 180° zum Ergebnis zu addieren, um den Winkel in den richtigen Quadranten zu bringen (muss im gleichen Quadranten liegen wie). Alternativ zur hier benutzten exakten Formel kann für die Berechnung von auch eine Reihenentwicklung benutzt werden; siehe die Berechnungsmethode für die Zeitgleichung.
Die senkrecht zum Himmelsäquator gezählte Deklination ergibt sich als δ = arcsin(sin(ε)sin(Λ)).
Die so berechneten Koordinaten der Sonne erreichen für den Zeitraum von 1950 bis 2050 eine Genauigkeit von etwa 0,01°. Der auffälligste Restfehler der ekliptikalen Länge hat eine regelmäßige Periode von 18,6 Jahren und eine Amplitude von 0,0047°; es handelt sich um die in der Rechnung nicht berücksichtigte Nutation in Länge. Zu den Rändern der Grafik hin wächst die Schwankungsbreite der Restfehler deutlich an. Dies wird durch die nicht berücksichtigte Änderung der Exzentrizität der Erdbahn verursacht, die bei der Berechnung der Koeffizienten der Mittelpunktsgleichung als konstant mit dem Wert für das Jahr 2000 angesetzt worden war. Dieser Fehler hat das anomalistische Jahr als Periode; seine Amplitude wächst in 100 Jahren um 0,0048°. Des weiteren sind jene Bahnstörungen vernachlässigt, die sich unmittelbar auf die ekliptikale Länge auswirken; vor allem die Störungen durch Jupiter (Terme mit Amplituden 0,0019°, 0,0014°, ...), Mond (Terme mit Amplituden 0,0017°, ...), Mars (Terme mit Amplituden 0,0014°, 0,0011°, ...) und Venus (Terme mit Amplituden 0,0014°, 0,0011°, ...). Dass die ekliptikale Breite stillschweigend konstant auf Null gesetzt wurde erzeugt keinen merklichen Fehler. Die berechneten Koordinaten sowie die Vergleichsdaten gelten für einen geozentrischen Beobachter; für einen realen Beobachter auf der Erdoberfläche kann die beobachtete Sonnenposition um bis zu 0,0024° (die Sonnenparallaxe) davon abweichen.
Das Ergebnis ist bei Bedarf noch auf die Koordinaten Azimut A (d. h. Himmelsrichtung) und Höhenwinkel h umzurechnen. Dazu bestimme man die Julianische Tageszahl JD0 für 0 h UT des betrachteten Datums, berechne zunächst T₀ = JD₀ – 2451545,0 / 36525 in julianischen Jahrhunderten ab J2000.0
und damit die mittlere Sternzeit G in Greenwich für den gesuchten Zeitpunkt T (Weltzeit UT, in Stunden):
θ h / G = 6,697376 + 2400,05134·T₀ + 1,002733·T in Stunden
Der erste Term ist die Sternzeit von Greenwich zum Zeitpunkt J2000.0, der zweite die Drift des Frühlingspunktes seit J2000.0.
Die Sternzeit ist der Stundenwinkel des Frühlingspunktes, ausgedrückt im Zeitmaß (1^h ≙ 15°). Ganzzahlige Vielfache von 24^h können gegebenenfalls vom Ergebnis abgezogen werden. Multiplikation mit 15°/h liefert den Greenwich-Stundenwinkel des Frühlingspunkts im Gradmaß: θ_G = θ h / G·15°/h.
Für einen Ort auf der geographischen Länge (nach Osten positiv gezählt) ist der Stundenwinkel des Frühlingspunkts θ = θ_G + λ und Subtraktion der Rektaszension der Sonne liefert den Stundenwinkel der Sonne für jenen Ort: τ = θ – α.
Azimut a und Höhenwinkel h ergeben sich für einen Ort auf der geographischen Breite: φ aus α = arctan( sin(τ) / cos(τ)sin(φ) – tan(δ)cos(φ)) sowie h = arcsin(cos(δ)cos(τ)cos(φ) + sin(δ)sin(φ))
Falls der Nenner im Argument des Arcustangens einen Wert kleiner Null hat, sind 180° zum Ergebnis zu addieren, um den Winkel in den richtigen Quadranten zu bringen. Der nach der genannten Formel berechnete Azimut wird von Süden aus gezählt. Soll er von Norden aus gezählt werden, sind 180° zum Ergebnis zu addieren.
Sonstige Sonnendaten
Die Entfernung D der Sonne von der Erde beträgt D = 1,00014 – 0,01671·cos(g) – 0,00014·cos(2g) und ihr scheinbarer Radius
0,2666°/D
Die Differenz L, multipliziert mit 4, liefert die Zeitgleichung in Minuten.
Beispiel

Es ist der Sonnenstand für den 6. August 2006 um 8 Uhr MESZ (6 Uhr UT) in München (φ = 48,1° N, = 11,6° O) zu bestimmen. Es ergeben sich

JD = 2453953,75	n = 2408,75d	L = 134,638°
g = 211,593°	Λ = 133,653°	ε = 23,438°
α = –43,331° + 180° = 136,119°	δ = 16,726°	JD₀ = 2453953,5
T₀ = 0,06594113621	θ^h _G = 2,9759^h	θ = 56,239°
A = 35,938° + 180° = 265,938° = –94,062°	h = 19,062°	h_R = 19,110°

Ein solches oder ähnliches Berechnungsmodul ist also in dem Mobiltelefon gespeichert.
1 zeigt in einer Draufsicht ein internetfähiges Mobiltelefon 1, das zunächst in herkömmlicherweise ein mit einem Touchscreen 2 versehenes Gehäuse 3 umfasst.
Abweichend vom Stand der Technik ist in das Mobiltelefon 1 ein Laser 4 integriert, der aus einer Öffnung des Gehäuses 3 heraus einen Laserstrahl, vorzugsweise zum Zwecke der Abstandsmessung emittieren kann. Dieser Öffnung des Gehäuses 3 ist zusätzlich eine Fokussiereinheit 5 zugeordnet, die über ein Schraubgewinde mit dem Gehäuse 3 verbunden ist.
Im Übrigen weist das Mobiltelefon gemäß 1 eine Bilderfassungsvorrichtung 6 auf und ist mit einem nicht weiter dargestellten GPS-System zur Bestimmung der Ortskoordinaten des aktuellen Standortes des Mobiltelefons versehen. Im Weiteren handelt es sich um ein internetfähiges Mobiltelefon, also um ein sogenanntes Smartphone.
Das Mobiltelefon ist ferner in an sich herkömmlicherweise mit einer CPU und einem Speicherelement versehen, wobei in dem Speicherelement ein sogenanntes Sonnenstandsberechnungsmodul angelegt ist, das etwa gemäß dem vorstehend dargestellten Berechnungsverfahren anhand eingegebener oder erfasster Ortskoordinaten und anhand eingegebener oder aus dem Internet bzw. der CPU bezogener Kalender- und Zeitdaten den aktuellen Sonnenstand für den jeweiligen Standort bestimmt.
Gemäß der Darstellung in 2 kann mittels des Mobiltelefons 1 zusätzlich der reale Horizont des jeweiligen Standortes bestimmt und bei der Berechnung der Sonneneinstrahlung für den jeweiligen Standort berücksichtigt werden. Hierzu kann mittels eines von dem Laser 4 generierten Laserstrahls 7, der hier durch ein Gebäude 10 definierte reale Horizont und die dadurch verursachte Abschattung berücksichtigt werden. Dementsprechend ist es möglich, beispielsweise die verbleibende Zeitdauer der Sonneneinstrahlung für den aktuellen Standort des Mobiltelefons bzw. von dessen Benutzer zu bestimmen.
In Abhängigkeit von dieser Bestimmung kann dann im Weiteren beispielsweise darüber entschieden werden, ob der Platz als Parkplatz oder als Sonnenplatz geeignet ist.
Des Weiteren können analog auch weitere Anwendungen realisiert werden, wie etwa die Dauer der Sonneneinstrahlung für einen Bauplatz oder auch der für möglicherweise geplante Filmaufnahmen beste Zeitpunkt bestimmt werden.
In alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung kann das Mobiltelefon 1 gemäß 3 auch mit einem Lichtsensor 11 versehen sein, über den die Intensität der eingestrahlten Sonneneinstrahlung aber gegebenenfalls erfasst werden kann. Durch entsprechende Ausrichtung des Mobiltelefons 1 zur Sonne kann mittels des in das Mobiltelefon integrierten Erdbeschleunigungssensors der Stellungswinkel des Mobiltelefons relativ zum Erdboden und damit der Sonnenstandswinkel und der Azimut bestimmt werden.
Ergänzend kann in Verbindung mit dem Laserstrahl 7 der Schattenwurf 12 des Mobiltelefons 1 erfasst werden und somit der Sonnenazimut a bestimmt werden.
Zusammenfassend ist vorstehend somit ein Mobiltelefon beschrieben, das aufgrund seiner besonderen Ausrüstung in der Lage ist, den aktuellen Sonnenstand zu bestimmen sowie den entsprechenden Azimut und damit auch den weiteren Verlauf der Sonneneinstrahlung für einen definierten Zeitraum an dem jeweiligen Standort. Das solcherart ausgestattete Mobiltelefon setzt damit den Durchschnittsbenutzer in die Lage, an jedem beliebigen Ort zu jedem beliebigen Zeitpunkt den Verlauf der Sonneneinstrahlung, vorzugsweise unter Berücksichtigung des realen Horizontes, vorherzusagen und in Abhängigkeit davon Entscheidungen über die Günstigkeit des jeweiligen Standortes zu treffen.
Bezugszeichenliste

1: Mobiltelefon
2: Touchscreen
3: Gehäuse
4: Laser
5: Fokussiereinheit
6: Bilderfassungsvorrichtung
7: Laserstrahl
8: Gebäude
9: Lichtsensor
10: Schattenwurf

Claims

Vorrichtung zur Vorherbestimmung der Sonneneinstrahlung an einem definierten Ort, mittels eines internetfähigen Mobiltelefons (1), das mit einer Bilderfassungsvorrichtung (6), einem Erdbeschleunigungssensor sowie einer Kompassanwendung versehen ist, wobei das Mobiltelefon (1) zusätzlich mit einem Laser (4) zur Erfassung des realen Horizonts versehen ist und das Mobiltelefon (1) mit einem Sonnenstandsberechnungsmodul derart ausgestattet ist, dass anhand eingegebener und/oder erfasster Ortskoordinaten, sowie erfasster und/oder eingegebener Kalenderdaten, sowie erfasster und/oder eingegebener Daten zum realen Horizont, der Verlauf der Sonnenstrahlung für einen definierten Zeitpunkt und/oder Zeitraum an dem durch Ortskoordinaten definierten Ort ermöglicht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (4) in das Mobiltelefon (1) integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobiltelefon (1) zusätzlich mit wenigstens einer, vorzugsweise steuerbaren, Spiegelanordnung versehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobiltelefon (1) mit einem integrierten GPS-System versehen ist und mittels dieses GPS-Systems die aktuellen Ortskoordinaten des aktuelle Standortes des Mobiltelefons (1) bestimmbar sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der reale Horizont eines durch Ortskoordinaten definierten Ort mittels der Bilderfassungsvorrichtung (6) und/oder dem Laser (4) durch Abstandsmessung bestimmbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Lasers (4) und der Spiegelanordnung der Strahlengang der Sonnenstrahlung an einem durch Ortskoordinaten definierten Ort zu einem definierten Zeitpunkt oder Zeitabschnitt simulierbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Sonneneinstrahlung, definiert durch den Strahlungswinkel und die Strahlungsdauer, für einen definierten Zeitabschnitt oder Zeitpunkt an einem durch Ortskoordinaten definierten Ort ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Mobiltelefongehäuses zur Emission des Lasers (4) mit einem Gewindeein- oder -aufsatz zur Befestigung einer Fokussiereinheit (5) versehen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines integrierten Lichtsensors des Mobiltelefons (1) und mittels des integrierten Erdbeschleunigungssensors der horizontale Azimut, mithin der Sonnenstand und der Strahlungswinkel der Sonnenstrahlen, ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Auswertung eines mittels der Bilderfassungsvorrichtung (6) aufgenommenen Bildes und/oder der GPS-Daten des integrierten GPS-Systems der horizontale Azimut zu einem definierten Zeitpunkt an einen durch die Ortskoordinaten definierten Standort ermittelbar ist.