Potenzialanalysen für erneuerbare Energien und GIS-Analysen, PV-Pflicht

Wir ermitteln erneuerbare Energien Potenziale für alle wichtigen Energieträger und Energieressourcen wie Windenergie, Solarenergie, Biomasse oder auch Umweltenergie. Die Ergebnisse dieser Potenzialanalysen sind Grundlage für technische, ökonomische und organisatorische Maßnahmen und Verpflichtungen zum Umstieg auf erneuerbare Energien sowie für die Steuerung der räumlichen Weiterentwicklung von Regionen. 

Zusammen mit weiteren Daten wie Energiebedarfen und anderen gebäudescharfen Daten können die Informationen in Datenplattformen und digitalen Zwillingen integriert und dort miteinander verknüpft und weiter verarbeitet werden. Diese Tools können zur virtuellen Stadtplanung und -entwicklung genutzt werden um die Energiesystemplanung, Monitoring oder auch Maßnahmenentwicklung zu unterstützen.

Desweiteren erstellen wir auch Gutachten zu technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen von konkreten Klimaschutzmaßnahmen wie zum Beispiel zur PV-Pflicht, welche vorsieht, dass unter bestimmten Randbedingungen im Neubau und nach Sanierung Photovoltaik auf dem Dach installiert werden muss.

Datenerhebung und –analyse zum Bestand an Erneuerbare-Energien-Anlagen

Die Auswertung vorhandener Daten zum Bestand von Erneuerbaren Energien Anlagen (Photovoltaik-, Solarthermie-, Windkraft-Anlagen) bietet Antworten auf eine Reihe an Fragen zur Nutzung von Flächen, installierten Leistungen verschiedener Anlagentypen und dem zeitlich aufgelösten Zubau in den vergangenen Jahren. Die weitere Planung des Ausbaus verschiedener Technologien, die Beantragung von Förderprogrammen sowie die Ermittlung des zukünftigen erneuerbaren Versorgungsmix können ebenfalls auf diesem Weg unterstützt werden. Eine Bestandsanalyse bietet außerdem die Grundlage für eine genauere Potenzialanalyse, indem die bereits genutzten Flächen anders eingeordnet oder ganz ausgeschlossen werden können.

Berechnung unterschiedlicher erneuerbarer Energien-Potenziale auf Quartiers-, Gemeinde-, Stadt- oder/und Landesebene

Die Ermittlung und das Verständnis der Potenziale erneuerbarer Energieträger und -technologien ist die Grundlage für jede Energiesystemplanung und -umsetzung.

Wir ermitteln in unseren Projekten PV-Potenziale auf Gebäudedächern, Freiflächen oder auch Parkplatzüberdachungen, aber auch Solarthermie-, Windkraft-, Biomasse- oder Wasserkraft-Potenziale. Dabei werden 2D- und 3D-(Geo)-Daten ausgewertet, sowie technische, infrastrukturelle, rechtliche, wirtschaftliche und ökologische Vorgaben berücksichtigt:

  • PV-Potenziale auf Gebäudedächern (dach- und gebäudescharf)
  • PV-Potenziale auf Freiflächen (flächenscharf)
  • PV-Potenziale im Bereich Parkplatzüberdachung (flächenscharf)
  • PV-Potenziale entlang von Autobahnen und Schienenstrecken (flächenscharf)
  • Solarthermie-Potenziale auf Gebäudedächern (dach- und gebäudescharf)
  • Solarthermie-Potenziale auf Freiflächen (flächenscharf)
  • Windkraft-Potenziale
  • Biomasse-Potenziale
  • Wasserkraft-Potenziale

Erstellung und Bearbeitung von 3D-Modellen (stadt- oder quartiersweise)

3D-Modelle gewinnen in der Stadtplanung immer mehr an Bedeutung. Zum Beispiel für Simulationen von Lärm und Abgasen, Verschattungsanalysen oder Voraussagen über mögliche Veränderungen des Stadtklimas werden 3D-Stadtmodelle heutzutage eingesetzt. Im erneuerbaren Energien Bereich ermöglichen 3D-Stadtmodelle u.a. die Visualisierung von innovativen Energiekonzepten und -Komponenten. Außerdem werden die 3D-Stadtmodelle genutzt, um Wärme- und Kühlbedarfe gebäudescharf zu simulieren und fundierte Aussagen über die Nutzung von erneuerbaren Energien zu treffen. Unsere Arbeit im Bereich 3D-Stadtmodellierung basiert auf dem internationalen Standardaustauschformat CityGML, das verschiedene Detailierungsgrade (LoD – Level of Detail) umfasst und die Integration semantischer Information in Form von Metadaten und Sachattributen unterstützt.

Bereitstellung von Daten (3D, 2D) über Datenaustauschplattformen

In verschiedenen Projekten haben wir Datenaustauschplattformen implementiert, um den Partner*innen im Projekt einen einfachen und offenen Austausch von Daten zu ermöglichen. In diesen Plattformen können zuvor definierte Zugangsberechtigungen und relevante Datenschutzrichtlinien individuell eingestellt und verschiedene Nutzertypen definiert werden. Die Plattformen ermöglichen zudem eine Vernetzung mit anderen ähnlichen digitalen Strukturen und Dienstleistungen, was die Breite an zugänglichen verfügbaren Informationen und Daten mit minimalem Aufwand deutlich erweitert. 

Erstellung von Karten, Heatmaps, 3D-Visualisierungen und Animationen

Mit Hilfe einer breiten Reihe an GIS-, 3D- und Skript-basierten Lösungen können wir wesentliche (Geo)-Daten sowie die Ergebnisse unserer Auswertungen und Analysen in unterschiedlichen aussagekräftigen und standardisierten Endprodukten wie Karten, Visualisierungen, Diagramme oder Animationen umwandeln. Auf dieser Art können Prozesse besser visualisiert und dokumentiert werden und Kunden ihre Ergebnisse leichter nachvollziehen.

Anwendungsbeispiele:

  • Auslegung des Wärmenetzes
  • Heatmap-Analyse des Energieverbrauchs/-bedarfs 
  • Visualisierung der 3D Stadtmodelle für die Stadtplanung
  • Simulation und Visualisierung des Schattenwurfs von Gebäuden oder Gegenständen

Gutachten zur PV-Pflicht und Solar-Gründachpflicht

Um den Ausbau von Photovoltaik in Städten zu beschleunigen, implementieren viele Städte Verpflichtungen für die Installation von Photovoltaikanlagen sowohl im Neubau als auch im Bestand. Zudem stellen sich mit fortschreitendem Klimawandel immer mehr Städte die Frage welche konkreten Maßnahmen zur Klimaanpassung ergriffen werden können. Eine Möglichkeit gegen lokale Hitzeinseln in der Stadt vorzugehen, ist die Installation von Gründächern. Aus diesem Grund gibt es erste Städte in Deutschland aber auch in anderen Ländern, in denen eine Gründachpflicht eingeführt wurde oder gerade in Diskussion ist. Diese verpflichtet zur Installation von Gründächern bei Neubau oder Dachsanierung. Auch die Kombination der Gründachpflicht mit einer Pflicht zur Installation von PV Anlagen ist möglich. Im Rahmen von Gutachten untersuchen wir wie solche Pflichten ausgestaltet sein sollten; sowohl für PV, Gründach als auch für die Kombination aus Beidem. Dabei bewerten wir wirtschaftliche und rechtliche Aspekte sowie weitere Vorteile, welche sich durch die Installation ergeben können. 

Gerhard Stryi-Hipp

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Gerhard Stryi-Hipp

Potenzialanalysen für erneuerbare Energien und GIS-Anlysen, PV-Pflicht

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5686

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