Solare Potenziale für den Gebäudebestand, für Neubauten, für den Stromnetzausbau Dorothea Ludwig, IP SYSCON GmbH GEOTAG Münsterland, 15. Mai 2013
Aufgabe Klimaschutz Anforderungen Raumbezogene Fragestellungen zur Förderung von Erneuerbaren Energien schnelle und effiziente Umsetzung von Potenzialanalysen Analyse und Visualisierung komplexer Zusammenhänge Geobasisdaten/Geofachdaten, Fernerkundungsdaten Handlungsmöglichkeiten für Kommunen etc. Transparenz und Informationspflicht dem Bürger gegenüber Quelle: Deutsches Architektenblatt 1/2012 2
Was verlangt die Zukunft? Erneuerbare Energien/Smart Grid Smart Grid: kommunikative Vernetzung und Steuerung von Stromerzeugern, Speichern und elektrischen Verbrauchern Sicherstellung der Energieversorgung auf Basis eines effizienten und zuverlässigen Systembetriebs 3
Themen Erneuerbare Energien Solarpotenzialanalyse im Gebäudebestand/Freifläche Solarpotenzialdaten für den Stromnetzausbau Interaktives WebGIS als Auskunfts- und Beteiligungsplattform Solarenergetische Prüfung von Neubauvorhaben 4
Solarpotenzialanalyse für den Gebäudebestand
Solarpotenzialanalysen zur Steiergung der Solarnutzung und Reduzierung des CO2-Ausstoßes Standortanalyse und Potenzialberechnung Flächendeckend für große Regionen Vollautomatisch Über Laserscannerdaten/ Stereoluftbilder Geobasisdaten/Geofachdaten flächendeckend vorhanden mit hoher Genauigkeit Informationsplattform für die Öffentlichkeit mit neutralen Informationen 6
Geodaten als Grundlage ALK/ALKIS Liegenschaftsinformationen Gebäudegrundriss, Geschossflächenzahl, Baujahr, Flurstück Laserscannerdaten Scannen des Gebiets über Laser Erfassen von Punktdaten (1 10 Pkt/m²) Genauigkeit in Lage- und Höhe ca. 25 cm Für viele Gebiete vorhanden Quelle: TopScan GmbH 7
Solarpotenzialanalyse im Bestand Verfahren Digitales Oberflächenmodell Selektion planarer Dachteilflächen Dachneigung, Dachausrichtung Einstrahlungsanalyse Abschattung Solarpotenzialberechnung (Photovoltaik, Solarthermie) 8
Potenzialatlas Erneuerbare Energien Baden-Württemberg Quelle: LUBW 2013 9 IP SYSCON 2013; Fernerkundungsdaten für Aufgaben des Umwelt- und Klimaschutzes
Potenzialatlas Erneuerbare Energien Ziel strategisches Informations- Instrument Handreichung an die interessierte Öffentlichkeit Unterstützung lokaler und regionaler Energie- und Klimaschutzkonzepte Überblick über Bestand und Potenzial erneuerbarer Energien Planungsgrundlage für die Regionaloder Bauleitplanung Detailprüfung im Rahmen Planungsund Genehmigungsverfahren 10 IP SYSCON 2013; Fernerkundungsdaten für Aufgaben des Umwelt- und Klimaschutzes
Photovoltaik-Potenzial auf Dachflächen Eignung der PV-Nutzung Drei Eignungsklassen, drei Farben Potenzialwerte Dachneigung /-ausrichtung Dachart Geeignete Dachflächengröße Stromertrag pro Jahr Jahreseinstrahlungssumme Prz. Abschattung KW-Leistung pro Jahr Spezifischer Stromertrag (kwh/kw) CO 2 -Einsparung 11
Photovoltaik-Potenzial auf Dachflächen Statistische Auswertungen pro Gebäude/Gemeinde/Bundesland Geeignete Dachflächengröße Potenzielle Strommenge Potenzielle MW-Leistung Potenzieller Stromertrag pro Eignungsklasse für gesamt Baden- Württemberg 12
Solarpotenzialanalyse für den Stromnetzausbau
Solarpotenzialdaten für den Stromnetzausbau für eine vorausschauende Netzplanung sehr gut geeigneter große Dachflächen Viel Stromeinspeisung Dimensionierung des Stromnetzes anpassen Tagesverlauf der Stromproduktion pro geeigneter Dachfläche Betrachtung der Dachausrichtung Ausrichtungsbereich 155 bis 205 (180 = Süd) Uhrzeit der Einstrahlungsspitzen 14
Lastverteilung Betrachtung der Dachausrichtung 12:00 Uhr Jahresstrommenge in Abhängigkeit der Dachausrichtung sehr gut geeigneter Dachflächen Ausrichtungsbereich 155 bis 205 (180 = Süd) Einstrahlungsspitzen 12:00 Uhr 11:00 Uhr 13:00 Uhr 15
Lösung im Netz Solarpotenzialanalyse, Prognose zur Einspeisung Erkenntnisse über die Gleichzeitigkeit von PV- Einspeisungen Die Varianz in der Südausrichtung der Dachflächen führt zu einem zeitlichen Versatz der Einspeisemaxima Grundlegender Planungsansatz anhand der Einspeisepotenziale mit einem größeren zeitlichen Planungshorizont sind möglich In Modellrechnungen können Szenarien für Zukunftsnetze (Smart Grid /Smart Home) anhand der Eispeisepotentiale in einem Gebiet näher betrachtet werden. 16
Solarenergetische Prüfung für Neubauvorhaben
Bedeutung der solaren Bauleitplanung Wer? Wann? Warum Bedarfsträger Anwendungsfälle Vorteile Kommunen Planungs-/ Ingenieurbüros, Architekten Energieversorger, Netzbetreiber Bauherren und Bürger Planung und Überprüfung von Neubauvorhaben Bereitstellung von Informationen (WebGIS, E-Partizipation) Genaue und umfassende Planung für Kommunen Verstärkte Nutzung regenerativer Energien Energieeinsparung, Senkung der Energiekosten Gutes Image Gute Vermarktung Wettbewerbsvorteile Aktiver Beitrag zur Energiewende 18 Solare Bauleitplanung - GIS-gestützte solarenergetische Prüfung von Neubauvorhaben
Solare Bauleitplanung Betrachtungsebenen Passiven solare Nutzung Berechnung der Besonnung der Aufenthaltsräume (Hauptfassade/Fassaden) Positionierung der Gebäude zueinander Ausrichtung der Gebäude/Hauptfassade Optimierung/Empfehlung von Gehölzpflanzungen Aktiven solare Nutzung Potenzialanalyse zur Nutzung von Photovoltaik/Solarthermie Optimierung der Dachform/Dachneigung Optimierung/Empfehlung von Gehölzpflanzung 19
Verfahrensablauf Datenaufbereitung Datengrundlage: Bebauungsplan-Entwurf Geplante Gebäudegrundrisse Geplante Flurstücksgrenzen Ggf. Geplante Baumstandorte Geplante Festsetzungen Modellierung der Gebäude mit dem IP 3D- Stadtmodeler Gebäudestandort Gebäudekubus Traufhöhe Firsthöhe Dachform Dachneigung 20
Verfahrensablauf passive solare Nutzung Parameterberechnung Berechnung der Oberflächen/ Volumen-Verhältnisse (A /V) Berechnung der Nutzfläche/Volumen-Verhältnisse (N/V) Berechnung der Ausrichtungen der Hauptfassaden/Wohnseite Berechnung des Abstands / Höhenverhältnisses (A/H) Einstrahlungsanalyse auf Fassaden Berechnung des solaren Gewinns auf Fassaden 21
Ergebnis passive solare Nutzung Bewertung der passiven solaren Nutzung Ermittlung der Ursachen für solare Verluste (ungünstige Orientierung, Verschattung) Optimierung der Faktoren (Gebäudeausrichtung, Gebäudepositionierung, Baumstandorte) Neuberechnung 22
Interaktives WebGIS als Auskunftsund Beteiligungsplattform
Solardach-WebSite Auskunftssystem für die Öffentlichkeit Interaktiv Benutzerfreundlich Abrufen der wichtigsten Potenzialdaten zum eigenen Gebäude/Grundstück etc. Aktive Beteiligung Öffentlich, ohne Beschränkungen, zugänglich Wirtschaftlichkeitsberechnungen Solarthermierechner Eigenstromverbrauchsrechner Heizwärmebedarf dezentrale Energieversorgung Solarer Bericht 24
Solardach-WebSite Integrierbare Bausteine Solarthermierechner Berechnet den Wärmeertrag unter Berücksichtigung der Nutzerzahl oder Wohnfläche. Eigenstromverbrauchsrechner Berechnet den potenziellen PV- Eigenstromverbrauchsanteil anhand des Nutzerverhaltens und kalkuliert die Einsparmöglichkeiten beim Stromankauf 25
Fazit
Fazit Solare Potenziale erfassen als eine Aufgabe für den Klimaschutz Erneuerbare Energien fördern Den Mehrwert für viele Beteiligte generieren Akteure optimal einbinden und beteiligen Ganzheitlich betrachten und umsetzten 27
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt IP SYSCON GmbH Dorothea Ludwig Niederlassungsleitung Möserstraße 1 49074 Osnabrück Telefon: (0541) 760-79-100 Fax: (0541) 760-79-101 E-Mail: info@ipsyscon.de www.ipsyscon.de www.publicsolar.de 28
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