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Plan-erneuerbare Energien

Die Metropolregion Oberrhein hat das Ziel, ihre Energieversorgung auf erneuerbare Energien umzustellen. Das Projekt “Plan-EE” ist ein Planungstool, das entwickelt wird, um den regionalen Ausbau erneuerbarer Energien zu unterstützen. Das Tool zeigt nicht nur die technischen Potenziale auf, sondern berücksichtigt auch die regionale Akteursstruktur im Energiesektor und ermittelt durch sozio-ökonomische Analysen die implementierbaren Potenziale der erneuerbaren Energien vor Ort.

Die Grundlagen von Plan-EE

Das Planungstool “Plan-EE” basiert auf geographischen Informationssystemen (GIS) und dient als Entscheidungsunterstützungssystem für politische Entscheidungsträger in Kommunen, lokale Energieversorger, Banken und Initiativen. Eine integrative Methode zur Akteurs- und Akzeptanzanalyse wird entwickelt, um Rückschlüsse auf soziale und ökonomische Aspekte der Ausnutzung der regionalen Potenziale erneuerbarer Energien zu ermöglichen.

Das Planungstool wird anhand von zwei Modellregionen innerhalb der Metropolregion Oberrhein entwickelt, in der Region Straßburg und der Südpfalz. Somit wird eine grenzüberschreitende Anwendbarkeit gewährleistet. Zur nachhaltigen Nutzung des Planungstools wird bei der Entwicklung auf eine Übertragbarkeit auf andere Regionen der Metropolregion geachtet, so dass es zukünftig im europäischen Kontext genutzt werden kann.

Die Entwicklung des Planungstools

Die Entwicklung des Planungstools basiert auf Geodaten und bestimmt zunächst die technischen Potenziale aller relevanten erneuerbaren Energien in der Region. Auch die Potenziale für Energieeffizienzstrategien und Energieeinsparpotenziale wie Kraft-Wärme-Kopplung, energetische Sanierung im Gebäudebereich und die Möglichkeiten für Wärmeverbünde werden betrachtet. Die gefundenen Potenziale werden einer Akzeptanzanalyse, einer sozio-ökonomischen Analyse und einer Infrastrukturanalyse unterzogen. Die zusätzlichen Analyseebenen stellen Hemmnisse dar, die dazu führen, dass das technische Potenzial nicht ausgeschöpft werden kann.

Werden die Hemmnisse einbezogen, kann sich das nutzbare Potenzial in einer Region annähern. Die Verteilung des nutzbaren Potenzials stellt sich für jede Region anders dar. In spezifischen Energieszenarien für eine Region soll der zukünftige Energiemix dargestellt werden. Weiterhin lässt sich aufzeigen, ob das nutzbare Potenzial ausreicht, eine 100% Versorgung der Region durch erneuerbare Energien zu erreichen. Die Potenzialkarten werden in eine Geoportal hinterlegt und sollen über ein Web-GIS über das Internet frei zugänglich sein. Die Energieszenarien sollen eine Diskussionsgrundlage für die kommenden Veränderungen in der Energieversorgung darstellen.

Wir werden uns mit der Auswertung von Geodaten und digitalen Geländemodellen beschäftigen, um das Potenzial der Photovoltaik auf Gebäuden abzuschätzen. Dabei werden wir uns insbesondere auf die mittlere solare jährliche Einstrahlung auf Gebäudedächer konzentrieren, welche anhand von hoch aufgelösten Laserscandaten berechnet wird.

Was ist Photovoltaik?

Bevor wir uns jedoch mit der Auswertung von Geodaten und digitalen Geländemodellen beschäftigen, ist es wichtig zu verstehen, was Photovoltaik eigentlich ist. Photovoltaik bezieht sich auf die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen. Die Solarzellen sind in der Lage, Photonen aus dem Sonnenlicht zu absorbieren und dadurch Elektronen freizusetzen, welche dann zu einem Stromfluss führen. Photovoltaikanlagen können auf Gebäudedächern installiert werden und tragen somit zu einer umweltfreundlichen Energieerzeugung bei.

Die Auswertung von Geodaten und digitalen Geländemodellen

Um das Potenzial der Photovoltaik auf Gebäuden abzuschätzen, können Geodaten und digitale Geländemodelle herangezogen werden. Diese Daten geben Aufschluss über die geografischen Gegebenheiten einer Region, wie beispielsweise die Höhe und Neigung von Gebäudedächern sowie die jährliche Sonneneinstrahlung. Durch die Auswertung dieser Daten können Rückschlüsse auf das Potenzial für die Nutzung der Photovoltaik auf Gebäuden gezogen werden.

Die mittlere solare jährliche Einstrahlung auf Gebäudedächer

Ein wichtiger Faktor bei der Abschätzung des Potenzials der Photovoltaik auf Gebäuden ist die mittlere solare jährliche Einstrahlung auf Gebäudedächer. Diese Einstrahlung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der geografischen Lage, der Neigung des Dachs sowie möglichen Verschattungen durch Bäume oder andere Gebäude.

Die Berechnung der mittleren solaren jährlichen Einstrahlung

Um die mittlere solare jährliche Einstrahlung auf Gebäudedächer zu berechnen, werden hoch aufgelöste Laserscandaten herangezogen. Diese Daten ermöglichen eine genaue Erfassung der Höhe und Neigung von Gebäudedächern sowie möglicher Verschattungen. Anhand dieser Daten kann die mittlere solare jährliche Einstrahlung für jede Dachfläche einer Region berechnet werden.

Die Eignung für das Betreiben einer Photovoltaikanlage

Anhand der mittleren solaren jährlichen Einstrahlung kann die Eignung für das Betreiben einer Photovoltaikanlage auf Gebäuden abgeschätzt werden. Je höher die Einstrahlung, desto besser eignet sich das Dach für die Installation einer Photovoltaikanlage. Die Größe der installierbaren Leistung kann ebenfalls berechnet werden.