SolarDachHessen Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

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1 Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz SolarDachHessen Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

2 2 Lucia Puttrich Umweltministerin des Landes Hessen Beim Hessischen Energiegipfel wurde als gemeinsames Ziel vereinbart, bis 2050 die Energie für Strom und Wärme möglichst zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energieträgern zu decken. Möglichst alle Arten der regenerativen Energien sollen einen entsprechenden Anteil an diesem Energiemix leisten. Die solare Energieerzeugung wird eine der Erzeugungsformen für die Strom- und Wärmeversorgung der Zukunft sein. Der Energiegipfel hat das Potenzial der Stromerzeugung durch Solarenergie mit 6 TWh/a beschrieben. Hinzu kommt noch einmal die solarthermische Nutzung im Wärmebereich. Die Hessische Landesregierung geht mit dem Solardachkataster einen wichtigen Schritt auf dem Weg, die solare Energieerzeugung weiter auszubauen. Für alle Formen der erneuerbaren Energien in Hessen liegen Potenzialstudien vor. Mit dem Solardachkataster bringen wir den Ausbau der solaren Energienutzung auf Gebäuden voran, da hier das Potenzial noch nicht erschlossen ist. Mit dem Solardachkataster stellen wir ein Werkzeug bereit, mit dem sich der Hauseigentümer einen ersten wichtigen Eindruck verschaffen kann darüber, ob sein Haus für eine solare Nutzung geeignet ist und welche Ersparnisse bzw. Einkünfte er erzielen kann. Das Pilotprojekt ist dabei ein wichtiger erster Schritt für die technisch aufwändige Umsetzung und soll aufzeigen, unter welchen Rahmenbedingungen das Solardachkataster auf ganz Hessen ausgeweitet werden kann. Prof. Dr. Martina Klärle Leiterin des Pilotprojektes SolarDachHessen Die praxisorientierte Forschung an n gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der aus dem Studiengang Geoinformation und Kommunaltechnik hervorgegangene Forschungsschwerpunkt Erneuerbare Energien im Landmanagement bietet eine Plattform für innovative Projekte an der Schnittstelle zwischen Geoinformatik und erneuerbaren Energien. Die Frankfurt am Main schärft somit ihr Profil als Kompetenzstandort für Geoinformation in Hessen und bietet Studierenden aktuelle und zukunftsweisende Ausbildungsinhalte und Abschlüsse im MINT-Bereich. Auch das interaktive Solarpotenzial-Dachkataster im Internet (SUN-AREA) ist im Rahmen eines Forschungsprojektes entstanden. Mit dem Pilotprojekt SolarDachHessen stellt sich das Land Hessen als erstes Bundesland der Herausforderung, die Einführung des Solardachkatasters für ein ganzes Bundesland anzugehen. Dazu wurde zunächst ein Pilotgebiet mit über einer Million Einwohnern ausgewertet. Die bewährte Methode SUN-AREA erfuhr bedeutende technische Neuerungen, beispielsweise den Solarthermierechner oder die nutzerspezifische Suche nach Eignungsflächen. Es freut mich sehr, dass die Analysemethode, die im Rahmen meines Forschungsprojektes SUN-AREA entwickelt wurde, für ein solch großes Bundesland Anwendung finden soll.

3 SolarDachHessen Inhalt Das Pilotprojekt 3 Das Pilotprojekt 3 Fakten zur Solarenergie 4 Das Erneuerbare-Energien-Gesetz 4 Photovoltaik und Solarthermie 5 Wie entsteht das Solardachkataster? 6 Nutzung des Solardachkatasters 7 Das Solardachkataster für den Bürger 8 Das Solardachkataster für Kommunen und Landkreise 9 Das Solardachkataster für Wirtschaft, Banken und Energieversorger 10 Ertragsrechner für Photovoltaikanlagen 11 Ertragsrechner für Solarthermieanlagen 12 Der Weg zur eigenen Solaranlage 13 Solarenergie in Zahlen 14 Ergebnisse für das Pilotgebiet 15 Pilotgebiet Landesgrenze Regierungsbezirksgrenze Kreisgrenze Ein Solardachkataster bietet Bürgern verlässliche Informationen über die Eignung ihres Daches zur solaren Stromerzeugung und die Wirtschaftlichkeit einer solchen Nutzung. Das solare Energiepotenzial jeder Dachfläche, jeder Stadt und jedes Landkreises wird zuverlässig berechnet. Im Rahmen des Pilotprojektes SolarDachHessen soll die Möglichkeit der Einführung eines Solardachkatasters für ein ganzes Bundesland geprüft werden. Das landesweite Kataster umfasst einige technische Neuerungen und Weiterentwicklungen - beispielsweise einen Solarthermie-Rechner oder erweiterte Funktionen bei der Auswahl der Dächer (Differenzierung nach Eignungsklassen, Modulfläche und Gebäudenutzung). Eine Internet-GIS-Karte mit integriertem Wirtschaftlichkeitsrechner zeigt dem Hausbesitzer, ob sich die Investition in eine Solaranlage lohnt. Das Solardachkataster gibt dem Bürger unabhängige, neutrale Informationen; gibt Investitionsimpulse zur Stärkung der lokalen Wirtschaft; unterstützt Kommunen und Landkreise gezielt bei der Solarförderung; unterstützt die Energieversorger im Sinne einer nachhaltigen Investitionsplanung. Das Pilotgebiet Das Pilotgebiet umfasst über 30 Städte und Gemeinden auf einer nicht zusammenhängenden Fläche von insgesamt ca Quadratkilometern. Darunter ist der gesamte Main-Taunus-Kreis, ein großer Teil der Stadt Frankfurt sowie Gemeinden aus den Landkreisen Hoch-Taunus, Main-Kinzig, Rheingau- Taunus, Gießen, Marburg-Biedenkopf, Lahn-Dill.* In den Städten und Gemeinden des Pilotgebietes wohnen über eine Million Menschen. Es wurde das solare Dachflächenpotenzial von mehr als Gebäuden berechnet. Das Pilotprojekt SolarDachHessen ist damit das flächenmäßig größte bislang existierende Solardachkataster in Deutschland. * Hochheim, Flörsheim, Kriftel, Hattersheim, Kelkheim, Hofheim, Liederbach, Bad Soden, Eppstein, Schwalbach, Sulzbach, Eppstein, Steinbach, Kronberg, Oberursel, Friedrichsdorf, Wehrheim, Königstein, Hanau, Niedernhausen, Weimar, Fronhausen, Lollar, Staufenberg, Allendorf, Wettenberg, Heuchelheim, Linden, Lahnau, Hüttenberg, Schöffengrund Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

4 4 Fakten zur Solarenergie Holger B. - Fotolia.com Bei der Nutzung von Solarenergie wird zwischen Warmwassererzeugung (Solarthermie) und Stromerzeugung (Photovoltaik) unterschieden. Um den Strombedarf einer Person in Hessen zu decken, wird derzeit eine geeignete Dachfläche von ca. 14 m 2 benötigt. Mit steigendem Wirkungsgrad der Module wird sich die benötigte Fläche verringern. Solarthermische Anlagen, die für einen 4-Personen- Haushalt ausgelegt sind, benötigen je nach Verbrauchsgewohnheiten eine Fläche von 3-6 m². Die Nutzung der Solarenergie genießt in der Bevölkerung eine breite Akzeptanz. Im Falle von Solaranlagen auf Dächern besteht keinerlei Nutzungskonkurrenz in der Fläche. Ca. 20% der Wertschöpfung entfallen auf Montage und Wartung durch lokale Firmen. Die Kommunen profitieren von Umsatz- und Gewerbesteuer. Die regionale Wertschöpfung kann sich für Kommunen und Bürger durch Pachteinnahmen und Beteiligungen an den Anlagen noch erhöhen. Die Kosten für Photovoltaikmodule sind in den vergangenen 5 Jahren um ca. 60% gesunken. Dachflächen-PV-Anlagen profitieren durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz von der Einspeisevergütung. Auch solarthermische Anlagen werden durch staatliche Förderprogramme unterstützt. Auf optimal geneigten und ausgerichteten Dachflächen (siehe Seite 6) können hohe Stromerträge erzielt werden. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz - 20 Jahre garantierte Einspeisevergütung Das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien - kurz: Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) - regelt die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen, u.a. die vorrangige Abnahmepflicht der Netzbetreiber und die Einspeisevergütung. Das EEG verpflichtet die Stromnetzbetreiber dazu, den durch Solaranlagen produzierten Strom zu fixen Preisen abzunehmen. Absenkungen der Einspeisevergütung gelten generell nur für Neuanlagen. Existierende Anlagen erhalten über 20 Jahre hinweg die Vergütung, die im Jahr ihrer Inbetriebnahme galt. Das macht Photovoltaik-Anlagen für viele Hausbesitzer zu einer lukrativen und gleichzeitig sicheren Kapitalanlage. Die Einspeisevergütung wird regelmäßig angepasst. Die Degression fällt umso höher aus je mehr Anlagenleistung im Vorjahr zugebaut wurde. Durch den Preisverfall der Module bei gleichzeitig immer höherem Wirkungsgrad bleibt die Rendite für den Hausbesitzer dennoch weitgehend ausgeglichen. Auch solarthermische Anlagen zur Warmwassererzeugung und Heizungsunterstützung werden staatlich gefördert. Über das Marktanreizprogramm des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Haushaltsstrompreis Reaktorsicherheit werden 2012 entsprechende (Prognose) Investitionskostenzuschüsse Von insgesamt 26,4 Cent vergeben. pro Kilowattstunde entfallen 3,6 Cent auf die Förderung Erneuerbarer Energien. Erzeugung, Transport, Vertrieb: 14,7 ct (55,9%) Zusammensetzung des Haushaltsstrompreises 2012 (Prognose) / Quelle: Entwicklung Agentur für der Erneuerbare Strompreise Energien in Deutschland im Vergleich zur Entwicklung der EEG-Umlage Quellen: ÜNB, BDEW, Eurostat, Verivox, eigene Berechnungen; Stand: 2/2012 Cent pro Kilowattstunde Haushaltsstrompreis (inkl. MwSt.) Gesamt: 26,4 ct/kwh Industriestrompreis (ohne MwSt.) EEG-Umlage (ohne MwSt.) 2006 Mehrwertsteuer: 4,2 ct (16%) Konzessionsabgabe: 1,8 ct (6,8%) Stromsteuer: 2,1 ct (7,8%) EEG-Umlage: 3,6 ct (13,6%) Entwicklung Quellen: Eurostat, der BMWi, Strompreise BDEW; Stand: im Mai Vergleich 2011 zur Entwicklung der EEG- Umlage / Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien

5 Photovoltaik und Solarthermie 5 Grundsätzlich unterscheidet man zwei Formen der Nutzung von Solarenergie: Photovoltaik und Solarthermie. Beide Anlagentechniken nutzen die Strahlung der Sonne und wandeln diese in Energie um. Der Unterschied besteht darin, dass Photovoltaikanlagen das Sonnenlicht in Strom und solarthermische Anlagen das Sonnenlicht in Wärme umwandeln. Photovoltaik Photovoltaik ist die direkte Umwandlung der Sonnenenergie in Elektrizität. Mittels der Solarzellen wird aus dem Sonnenlicht elektrische Energie gewonnen, die für die Deckung des Eigenbedarfs genutzt oder in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. Dafür stehen unterschiedliche Arten von Solarmodulen zur Verfügung: Für Standorte mit direkter Sonneneinstrahlung, insbesondere wenn es sich um kleinere Flächen handelt, ist die Installation von kristallinen Solarzellen empfehlenswert. Solarzellen aus amorphem Silizium (Dünnschichtmodule) können diffuse Strahlung besser ausnutzen als kristalline Solarzellen. (Diffuse Strahlung tritt vor allem bei Bewölkung oder in verschatteten Bereichen auf.) Sie sind kostengünstiger, so dass der Return of Invest trotz vergleichsweise niedrigem Wirkungsgrad vor allem bei großen Flächen schneller erreicht wird. In Abhängigkeit von der Größe der geeigneten Dachfläche und dem Anteil an diffuser oder direkter Strahlung gibt SUN-AREA eine Modulempfehlung. Diese gibt Auskunft darüber, welcher Modultyp wirtschaftlicher ist und damit eine schnellere Amortisation der Anlage bewirkt. Horst Schmidt - Fotolia.com Photovoltaik Solarthermie Solarthermie ist die Erzeugung von Wärme aus Sonnenenergie. Dazu fließt eine Flüssigkeit durch die Röhren des Kollektors, die von der Sonne erhitzt werden. Die erhitzte Flüssigkeit gibt ihre Energie über einen Wärmetauscher weiter zum Beispiel an den Wasserkreislauf einer Heizungsanlage oder an einen Warm wasser speicher. Die so gewonnene Energie wird direkt im Haus genutzt. Solarthermie Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

6 6 Wie entsteht das Solardachkataster? Grundlage der Berechnung sind hochauflösende Sensoren der Fernerkundung (Laser oder Stereoluftbilder). Die benötigten Datengrundlagen werden durch eine Befliegung gewonnen. Mit einer Punktdichte ab 2 Punkten pro m 2 und einer Lage- und Höhengenauigkeit von ca. 0,15m bei Laserscannerdaten bzw. einer Bodenauflösung von mindestens 10cm und entsprechender Überlappung bei Stereoluftbildern besteht die Möglichkeit, kleinste Strukturen auf Dachflächen (z.b. Schornsteine, Gauben) zu erfassen und bei der Berechnung zu berücksichtigen. Zur Lokalisierung der Gebäude werden die Gebäudeumrisse aus dem Amtlichen Liegenschaftskatasterinformationssystem (ALKIS) hinzugezogen. Durch eine Verschneidung von 3D-Informationen und Katasterdaten sowie einer Simulation der Sonneneinstrahlung über den Tag und das Jahr hinweg kann für jede einzelne Dachfläche der zu erwartende Stromertrag exakt berechnet werden. Ausschlaggebende Faktoren sind dabei Neigung des Daches, Ausrichtung des Daches, Verschattung durch Gelände, Vegetation, benachbarte Gebäude, Dachaufbauten, Schornsteine etc. und die daraus resultierende Sonneneinstrahlung. Auf Basis dieser Werte wird für jede Stelle des Daches das Solarpotenzial in Kilowattstunden berechnet. Dachneigung Mit dem Einstrahlungswinkel verändert sich die Menge der Solarenergie, die auf die Dachfläche auftrifft. Die optimale Neigung für Photovoltaik-Anlagen liegt bei ca Ausrichtung Eine nach Süden exponierte Dachfläche nutzt bis zu 100% der auftreffenden Solarenergie. Durch eine Ausrichtung nach Osten oder Westen kann noch eine Energieausbeute von 80% erreicht werden. Verschattung Teilverschattungen einzelner Module können zu starken Ertragseinbußen der Solaranlage führen, da die Module in der Regel in Reihe geschaltet sind und die schwächste Zelle die Gesamtleistung vorgibt. Im Rahmen des Solardachkatasters wird eine lückenlose Verschattungsanalyse für den gesamten Tag und das Jahr berechnet. Die Verschattungsanalyse berücksichtigt auch den Schattenwurf durch hohe Bäume, Häuser etc.. Globalstrahlung Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Fläche auftreffende Sonneneinstrahlung. Die Karte verdeutlicht das Nord-Süd-Gefälle der solaren Strahlungsenergie in Deutschland. In Hessen beträgt die Differenz zwischen den nördlichen und den südlichen Landesteilen ca. 15%. Globalstrahlung in der Bundesrepublik Deutschland - mittlere Jahressummen 1981 bis 2010 in kwh pro m 2 / Quelle: DWD Auf die Dachfläche auftreffende Solarstrahlung in Abhängigkeit von Dachneigung und Ausrichtung / Quelle: Klärle - Gesellschaft für Landmanagement und Umwelt mbh

7 Nutzung des Solardachkatasters 7 Das Ergebnis der Datenanalyse ist über eine Internetanwendung zugänglich (). Das Solardachkataster gibt für jedes einzelne Dach Auskunft über die Eignung des Daches für Photovoltaik und Solarthermie, die Größe der geeigneten Dachfläche, den passenden Modultyp, den potenziellen Stromertrag, die CO 2 -Einsparung und das Investitionsvolumen. Navigation Im Navigationsmenü kann der Nutzer wählen zwischen Darstellung Photovoltaik-Potenzial, Darstellung Solarthermie-Potenzial, keine Darstellung des Potenzials (Grundkarte). Für Photovoltaik geeignete Dachflächen werden ab einer Mindestgröße vom 15m 2 nach Eignungsklassen differenziert angezeigt. Für Solarthermie geeignete Dachflächen werden ab einer Mindestgröße vom 5m 2 pauschal angezeigt. Adresssuche Über die Adresssuche im Navigationsbereich wird das gewünschte Gebäude ausgewählt. Der Bildausschnitt wird automatisch auf die Auswahl zentriert. Darstellung Eine farbliche Kennzeichnung der Dachflächen gibt Auskunft über die Eignung: rot = sehr gut geeignet, orange = gut geeignet, gelb = bedingt geeignet. Als Grundlage der Darstellung kann zwischen dem Luftbild und der Übersichtskarte (Katasterkarte) gewählt werden. Durch Zoomen in die Karte gelangt man zur Detail-Ansicht (siehe Seite 8). Hier sind teilflächenscharfe Beeinträchtigungen der Eignung (z.b. Schattenwurf durch einen Schornstein) zu erkennen. Informationen Durch einen Klick auf das gewünschte Gebäude werden erste Informationen zu Eignungsfläche, Stromertrag und Modultyp angezeigt. Von hier geht es, je nach gewählter Darstellung, weiter zum Ertragsrechner für Photovoltaik oder Solarthermie (siehe Seiten 11 und 12). Themenwahl Navigationsbereich Adresswahl Informationen zu Eignung, Stromertrag, Modultyp etc. Eignung für Photovoltaik: Darstellung Übersichtskarte Eignung für Photovoltaik: Darstellung Luftbild Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

8 8 Das Solardachkataster für den Bürger Bürger haben ein großes Bedürfnis nach seriösen, unabhängigen Informationen. Das Solardachkataster gibt Auskunft zu den wichtigsten Fragestellungen: Solarpotenzialanalyse jederzeit online im Netz - schnell, einfach, kostenlos und individuell für Ihr Dach Berechnung der Eignung Ihrer Dachflächen aus unabhängiger Quelle Detailinformationen: Welche Art von Solarmodulen eignet sich? Ist eine wirtschaftliche Nutzung zu erwarten? Berechnung der Rendite für Ihr Solardach Durch die Verfügbarkeit eines kostenfreien, neutralen Informationsportals wird für den Hausbesitzer ein Anreiz geschaffen, sich mit dem Thema eigene Solaranlage auseinanderzusetzen. Anwendungsbeispiel Die farbige Darstellung ermöglicht eine schnelle Einschätzung des solaren Potenzials der Dachfläche. Ab dem Maßstab 1 : wird die Darstellung noch differenzierter und erlaubt eine kleinräumige Beurteilung jeder Teilfläche des Daches - Verschattungen, z.b. durch Vegetation, werden sichtbar (siehe Abbildungen unten rechts). Der Nutzer kann die farbliche Darstellung der Eignungsflächen auch ausblenden, um den Grund für etwaige Verschattungen besser erkennen zu können. Auf dem Luftbild sind beispielsweise Dachgauben oder Bäume zu sehen, die einen Schatten auf das Dach werfen. Ein Wechsel zur Ansicht des Potenzials für solarthermische Anlagen ist über das Navigationsmenü jederzeit möglich. Für das solarthermische Potenzial stehen die gleichen Funktionen zur Verfügung. Die Eignung wird hier pauschal angezeigt, da die Dimensionierung einer solarthermischen Anlage von individuellen Faktoren abhängig ist: Art der Nutzung (nur Warmwasserbereitung oder auch Heizungsunterstützung) Verbrauchsverhalten der Bewohner individueller Wärmebedarf des Gebäudes Über einen Klick auf die Dachfläche öffnet sich ein Informationsfeld und der Ertragsrechner für Photovoltaik- oder für Solarthermie-Anlagen (siehe Seiten 11 und 12), je nachdem, welche Darstellung ausgewählt ist. Ansicht Potenzialflächen Photovoltaik Ansicht Potenzialflächen Solarthermie Detailansicht Potenzialflächen Photovoltaik Ansicht Grundkarte (Potenzialflächen werden ausgeblendet)

9 Das Solardachkataster für Kommunen und Landkreise 9 Kommunen und Landkreise haben die Aufgabe, erneuerbare Energien zu fördern und den CO 2 -Ausstoß zu reduzieren. Das Solardachkataster dient als Werkzeug zur Maßnahmenentwicklung: Schnelle und lückenlose Ermittlung der solaren Eignung aller Dachflächen Vollautomatische Identifizierung von öffentlich genutzten Gebäuden, gewerblich genutzten Gebäuden oder großen Dächern mit beispielsweise über 500 m 2 Eignungsfläche gezielte Solarförderung positive Außenwirkung Werkzeug zur Wirtschaftsförderung Anstieg der Gewerbeeinnahmen der Kommune und damit der Gewerbesteuer Solarenergie als zusätzliches wirtschaftliches Standbein Aus den Ergebnissen des Solardachkatasters können die Kommunen Strategien zur Nutzung des Potenzials ableiten und den Bau von Solaranlagen gezielt fördern. Sie erfüllen damit eine umwelt- und energiepolitisch wichtige Aufgabe mit positiver Außenwirkung. Durch den Bau von Solaranlagen profitieren nicht nur die Bürger, die eine unabhängige Strom- und Wärmeversorgung erhalten, sondern auch die Städte und Gemeinden über positive Umweltbilanzen sowie Gewerbesteuereinnahmen, die aus dem Betrieb der Anlagen resultieren. Anwendungsbeispiel Das Solardachkataster ermöglicht verschiedene Filterungen. So steht eine Auswertung nach folgenden Kriterien zur Verfügung: Eignung der Dächer Größe der Dächer Nutzung der Gebäude Die Kriterien können einzeln oder in Kombination ausgewählt werden. Es besteht die Möglichkeit, mehrere Kriterien auszuwählen und zu kombinieren. Durch das Betätigen des Buttons Karte aktualisieren wird die Karte neu geladen. So können beispielsweise sehr gut geeignete Dächer auf öffentlichen Gebäuden ab einer bestimmten Mindestgröße angewählt werden, um sie beispielsweise potenziellen Investoren anzubieten. Oder alle Dächer ab 500 m 2 mit hohem Stromertrag und guter Rendite werden identifiziert, um die Besitzer gezielt anzuschreiben. frei kombinierbare Auswahlkriterien Auswahl Wohngebäude Auswahl öffentliche Gebäude Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

10 10 Das Solardachkataster für Wirtschaft, Banken und Energieversorger Solarenergie kann für die Region ein starker Wirtschaftsmotor sein. Das Solardachkataster trägt zur Stärkung dieses Wirtschaftszweiges bei: Investitionsimpulse durch umfassende, neutrale Information Stärkung der lokalen Wirtschaft und des Gewerbes Aktives Marketing Neutrale Beratungsgrundlage für Kunden Flächendeckende und kostenneutrale Kundenakquise Überzeugende Argumente für Hausbesitzer Risikoarme Finanzierung für lokale Banken Energieversorger müssen die Netze von zentralen auf dezentrale Strukturen umstellen. Das Solardachkataster liefert wertvolle Unterstützung bei der Planung: Exaktes Wissen darüber, wo welche Strompotenziale aus Solarenergie bestehen Organisierte Netzwerkplanung Unterstützung von Smart Grids Unterstützung einer nachhaltigen Investitionsplanung Grundlage für den Ausbau solarthermischer Nahwärmeversorgung Anwendungsbeispiel Das Solardachkataster ermöglicht verschiedene Filterungen (siehe auch Seite 9). Diese Funktion eröffnet die Möglichkeit, die größten und somit wirtschaftlichsten Potenzialflächen zu identifizieren. Ertragreiche Einzelgebäude oder Gebäudekomplexe können ausfindig gemacht werden, um dort Kunden zu akquirieren oder selbst zu investieren. Die Karten rechts zeigen ein Gewerbegebiet. In der oberen Darstellung sind alle Potenzialflächen eingeblendet: rot = sehr gut geeignet, orange = gut geeignet, gelb = bedingt geeignet. Nachfolgend ist der gleiche Kartenausschnitt mit der Auswahl unterschiedlicher Kriterien abgebildet, z.b. zweite Filterung: Nutzung: gewerblich; Eignung: sehr gut und gut; Größe: 250 bis Quadratmeter. oder dritte Filterung: Nutzung: gewerblich; Eignung: sehr gut und gut; Größe: ab Quadratmeter. Darstellung aller Potenzialflächen 1. Filterung nach Nutzung (nur Gewerbe) 2. Filterung nach Eignung und Größe ( m 2 ) 3. Filterung nach Eignung und Größe (> m 2 )

11 Ertragsrechner für Photovoltaikanlagen 11 Der Ertragsrechner für Photovoltaikanlagen ist ein Werkzeug zur Berechnung der Rendite. Die hierfür benötigten Angaben wie zum Beispiel die Modulgröße, der Wirkungsgrad der Module oder die aktuelle Einspeisevergütung werden in einer Datenbank bereitgestellt. Ein Klick auf die gewünschte Dachfläche liefert dem Nutzer zunächst Informationen zu Größe der Eignungsfläche, Stromertrag, CO 2 -Einsparung, geeignetem Modultyp. Im nächsten Schritt kann die Rendite für Photovoltaikanlagen berechnet werden. Die voreingestellte maximale Modulfläche kann vom Nutzer verkleinert werden, um zum Beispiel Platz für eine solarthermische Anlage zu berücksichtigen. Das Ergebnis wird aus einer Vielzahl von Faktoren berechnet. Kleine Änderungen der Eingabewerte können eine große Auswirkung auf das Ergebnis haben. So bedeutet beispielsweise ein Unterschied von 1% Wirkungsgrad eine Differenz von 15% beim finanziellen Ertrag. Die individuelle Ertragsberechnung gilt für einen Zeitraum von 20 Jahren (garantierte Einspeisevergütung). Tabellarisch sind die jährlichen Einnahmen sowie der Gewinn nach 20 Jahren aufgeführt. Eingabefenster PV-Ertragsrechner Ergebnisfenster PV-Ertragsrechner Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

12 12 Ertragsrechner für Solarthermieanlagen Der Ertragsrechner für solarthermische Anlagen ist eine Neuentwicklung im Rahmen des Pilotprojektes SolarDachHessen. Im Unterschied zu Photovoltaikanlagen kann für solarthermische Anlagen keine konkrete Rendite berechnet werden. Die berechnete Ersparnis ergibt sich aus dem Vergleich mit dem aktuell genutzten Energieträger. Zunächst wählt der Nutzer aus, ob die Immobilie privat oder gewerblich genutzt wird. Für privat genutzte Immobilien ist die Anzahl der im Haushalt lebenden Personen, für gewerblich genutzte Immobilien der Wärmeenergiebedarf in Kilowattstunden relevant. Ein weiterer Faktor für die Dimensionierung der Anlage ist, ob sie für die Warmwasserbereitung oder zusätzlich zur Heizungsunterstützung genutzt werden soll. Im Hinblick auf die Dimensionierung der Anlage werden zwei Auswahlmöglichkeiten angeboten: eine ökologische und eine wirtschaftliche Variante. Soll ein möglichst hoher Anteil des Wärmeenergiebedarfs durch die Anlage gedeckt werden, wird die ökologische Variante gewählt. Steht die Ökonomie der Anlage im Vordergrund, wählt man die wirtschaftliche Variante. Das Ergebnis gibt an, wieviel Dachfläche für die Installation der Solarthermie-Anlage benötigt wird und wie groß der Speicher dimensioniert werden sollte. Die Balkendiagramme verdeutlichen das Verhältnis zwischen dem Wärmeenergieverbrauch (rot) und der -produktion (grün) durch eine solarthermische Anlage für jeden Monat des Jahres. Der Deckungsgrad (gelb) gibt an, wie viel Prozent des Wärmebedarfs durch die Unterstützung einer solarthermischen Anlage gedeckt wird. Neben den finanziellen Ersparnissen wird auch die Reduktion der CO 2 -Emissionen angezeigt. Eingabefenster Solarthermierechner Ergebnisfenster Solarthermierechner

13 Der Weg zur eigenen Solaranlage 13 Die Anschaffung einer Solaranlage muss gut geplant sein. Diese langfristige Investition in die Zukunft bietet nicht nur wirtschaftliche Vorteile, sondern hilft gleichzeitig, die Emission klimaschädlicher Treibhausgase zu reduzieren. So können Sie aktiv einen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Interessierte finden nachfolgend eine kurze Checkliste zur Anschaffung der eigenen Solaranlage. Schritt 1 - Aktualität der Ergebnisse des Solardachkatasters prüfen Die Berechnung des solaren Energiepotenzials nach der Methode SUN-AREA ist sehr genau. Zugrunde liegen Laserscan-Daten, die durch eine Befliegung gewonnen werden. Die Daten stellen eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt der Befliegung dar. Danach hinzugekommene Elemente, die möglicherweise zu einer Verschattung führen können (z.b. wachsende Bäume, benachbarte Neubauten), sollten gesondert berücksichtigt werden. Prinzipiell ist der Bau einer Solaranlage genehmigungsfrei. Bei denkmalgeschützten Gebäuden muss aber eine Genehmigung der Unteren Denkmalschutzbehörde eingeholt werden. Schritt 2 - Dach und Statik prüfen Neben der Statik des Gebäudes spielt unter anderem die bestehende Dacheindeckung bei der Installation einer Solaranlage eine Rolle. Inwieweit Ihre Dacheindeckung geeignet ist, sollte vom Fachmann geprüft werden. Sollten Sie Pläne haben, Ihr Dach in Kürze neu decken zu lassen, ist es ratsam, damit noch zu warten. Evtl. kommt für Sie eine dachintegrierte Solaranlage in Frage. Eine solche Anlage ist Teil der Dachhaut und ersetzt die Dacheindeckung in diesem Bereich. Schritt 3 - Kontakt zum Fachmann herstellen Im nächsten Schritt sollte eine Prüfung durch den Fachmann erfolgen. Die durch das Solardachkataster vorliegende Potenzialanalyse und die Wirtschaftlichkeitsberechnung dienen als Referenz. Schritt 4 - Beratung vor Ort Haben Sie eine Firma Ihres Vertrauens gefunden, sollten Sie zunächst ein ausführliches Beratungsgespräch vor Ort vereinbaren. Inhalte dieses Beratungsgesprächs sind beispielsweise: Statik Eignung der Dacheindeckung Netzanschlussmöglichkeiten Versicherungen Schritt 5 - Angebote einholen Haben Sie sich zur Installation einer Solaranlage entschlossen, sollten detaillierte Angebote eingeholt werden. Diese sind auf Vollständigkeit und Vergleichbarkeit zu prüfen. Hilfestellung können unabhängige Fachstellen/Organisationen bzw. ein unabhängiger Energieberater vor Ort leisten. Schritt 6 - Finanzierungsmöglichkeiten Sind die technischen Details geklärt und die Kosten ermittelt, ist die Finanzierung sicherzustellen. Der Wirtschaftlichkeitsrechner, der über das Solardachkataster im Internet abgerufen werden kann (siehe auch Seite 11), bietet Ihnen wertvolle Erstinformationen. Es sollte festgelegt werden, wie hoch der Eigenanteil an der Gesamtfinanzierung ist und welcher Anteil fremdfinanziert werden muss. Informieren Sie sich bei ihrer Bank über Finanzierungsund Fördermöglichkeiten. Schritt 7 - Auftragserteilung Bei der Vergabe des Auftrages sollte unbedingt auf die Zahlungsmodalitäten geachtet werden. Beziehen Sie sich immer auf das zu Grunde liegende Angebot. Spezielle Vereinbarungen zu Ausführungs- und Fertigstellungsterminen und / oder dem spätesten Zeitpunkt der Inbetriebnahme sollten ebenso mit der Auftragsvergabe niedergeschrieben werden wie vereinbarte Konsequenzen bei Terminüberschreitungen. Lassen Sie sich in jedem Fall eine schriftliche Auftragsbestätigung aushändigen, und vereinbaren Sie mit dem Handwerker, dass er die Anmeldung der Anlage beim Energieversorger vornimmt. Schritt 8 - Inbetriebnahme der Anlage Der Handwerker wird nach der Installation der Anlage die Inbetriebnahme zusammen mit Ihrem örtlichen Energieversorger durchführen. Sie erhalten ein Inbetriebnahmeprotokoll, in dem auch der Zählerstand des Einspeisezählers festgehalten wird. Für den Erhalt der Einspeisevergütung ist es notwendig, die Inbetriebnahme der Bundesnetzagentur zu melden unter Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

14 14 Solarenergie in Zahlen Der Anteil der Erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch lag in Deutschland Ende 2011 bei 20%. Er hat sich damit zwischen 2005 und 2011 verdoppelt. Allein im Laufe des Jahres 2011 stieg er von 17% auf 20 %. Ein großer Teil dieses Zuwachses ist auf den Ausbau der Photovoltaik zurückzuführen. Die installierte Leistung betrug 2005 ca MW p (Megawattpeak) und hat sich mit fast MW p bis zum Jahr 2011 mehr als verzehnfacht. Ihr Anteil am erneuerbaren Strom-Mix lag 2011 bei fast 16% und ist somit gleichauf mit der Wasserkraft. Insgesamt wurden GWh (Gigawattstunden) Strom durch Photovoltaikanlagen erzeugt (zum Vergleich: Wasser GWh). Das ist 15 Mal mehr als noch im Jahr 2005 (1.280 GWh). Obwohl die Einspeisevergütung für Solarstrom Jahr für Jahr gesenkt wird, ist die Photovoltaik-Anlage auf dem Dach weiterhin lukrativ. Der wichtigste Grund: Die Modulpreise sanken in den vergangenen Jahren stärker als die Photovoltaik-Förderung, und der Wirkungsgrad der Module wird immer besser. Neben dem Zuwachs im Bereich der Photovoltaik ist auch ein stetiger Zuwachs bei der Solarthermie zu verzeichnen. Die Entwicklung der Kollektorfläche solarthermischer Anlagen wuchs von gerade einmal 100 GWh im Jahr 1990 auf GWh im Jahr Zwischen 2005 und 2011 hat sie sich ungefähr verdoppelt. Positive Flächenbilanz Im Vergleich mit den anderen Erneuerbaren Energieformen schneidet die Solarenergie bei der Flächenbilanz sehr gut ab. Um den Strombedarf einer Person zu decken, wird in Hessen derzeit eine geeignete Dachfläche von ca. 14 m² benötigt. Leben mehrere Personen in einem Haushalt, verringert sich die pro Person benötigte Fläche. Der steigende Wirkungsgrad der Module trägt dazu bei, dass die Flächenbilanz zukünftig noch besser wird. Weitere Pluspunkte: Für die Dachflächen gibt es im Allgemeinen keine konkurrierenden Nutzungen. Es findet keine zusätzliche Flächenversiegelung statt. Entwicklung der Strombereitstellung und installierten Leistung von Photovoltaik-Anlagen in Deutschland / Quelle: BMU Entwicklung der Kollektorfläche und Wärmebereitstellung aus solarthermischen Anlagen in Deutschland / Quelle: BMU Pixler - Fotolia.com

15 Ergebnisse für das Pilotgebiet Eignung der Gebäude 15 Ergebnis Photovoltaik Von den untersuchten Gebäuden sind insgesamt 41% für die Gewinnung von Solarenergie geeignet. Darunter sehr gut geeignet (= 9%), gut geeignet (= 23%), bedingt geeignet (= 9%). 9% 23% 59% 9% Anteil der geeigneten Gebäude sehr gut geeignet gut geeignet bedingt geeignet nicht geeignet geeignete Flächen 8% Eignungsfläche insgesamt: m 2 darunter m 2 auf Flachdächern 56% 8% 28% sehr gut geeignet gut geeignet bedingt geeignet nicht geeignet Geeignete Gebäude insgesamt: darunter mit m 2 Eignungsfläche: darunter mit m 2 Eignungsfläche: darunter mit m 2 Eignungsfläche: darunter mit m 2 Eignungsfläche: darunter mit m 2 Eignungsfläche: darunter mit > m 2 Eignungsfläche: 559 potenzieller jährlicher Stromertrag (bei 15% Wirkungsgrad): GWh jährliche CO 2 -Einsparung: Tonnen Investitionsvolumen: GWh/a Gebäude Anteil der geeigneten Flächen Stromertrag in GWh/a m² m² m² m² m² über 1000 m² Stromertrag in GWh/a nach Größe der geeigneten Dachfläche (Zahl im Balken = Anzahl der Gebäude ) Ergebnis Solarthermie Von den untersuchten Gebäuden sind 51% für die solarthermische Nutzung geeignet. Darunter < 10 m 2 Eignungsfläche: m 2 Eignungsfläche: > 50 m 2 Eignungsfläche: Eignung der Gebäude 49% 51% Anteil der geeigneten Gebäude geeignet nicht geeignet geeignete Flächen 45% Geeignete Gebäude insgesamt: % geeignet nicht geeignet Eignungsfläche insgesamt: m 2 Anteil der geeigneten Flächen Leitfaden zur Nutzung des Solardachkatasters

16 Diese Broschüre entstand im Rahmen des Pilotprojektes SolarDachHessen. Das Projekt wurde kofinanziert aus Mitteln der Europäischen Union. Herausgeber Hessisches Ministerium fu r Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Mainzer Str Wiesbaden in Kooperation mit der Leitung des Pilotprojektes Prof. Dr. Martina Klärle SUN-AREA Projekt-Team Prof. Dr. Martina Klärle Dipl.-Ing. Ute Langendörfer Dipl.-Geogr. Katharina Englbrecht Dipl.-Geoinf. Sandra Lanig Andreas Wicht (B. Eng.) Anne Behl (B. Eng.) Markus Knopf (B. Eng.) Redaktion und Gestaltung Dipl.-Ing. Ute Langendörfer Markus Knopf (B. Eng.) Druck RÜGER Grafik, Druck, Werbetechnik Bogenstraße 15, Erlensee FH FFM April 2012