Jedes Haus ein Solarkraftwerk
Von: Christoph Koch (eingesandt)
Die Gemeinden im Fricktal haben auf ihren Dachflächen ein grosses Potenzial an Solarenergie, das heute noch brach liegt. Mit Hilfe des Solarkataster, den die Gemeinden Magden, Gansingen, Wallbach und das Mettauertal soeben erstellt haben, sollen die Liegenschaftenbesitzerinnen und Besitzer motiviert werden, das eigene Dach für eine Wärme- oder Stromproduktion zu nutzen.
Es wäre durchaus möglich bis 2025 ungefähr 20% des Strombedarfs durch Photovoltaikanlagen zu decken. Für die Gemeinden im Fricktal würde diese bedeuten, dass pro Einwohner ungefähr 12 Quadratmeter Solarzellen zugebaut werden. Heute liegen wir noch sehr weit unter diesem Schnitt. Weil aber die Kosten in den letzten Jahren gesunken sind, wird der Bau einer Anlage zur eigenen Nutzung immer interessanter. Zudem könnte bereits mit einer massvollen Förderung ein starker Anreiz geschaffen werden.
Der Bau einer Solaranlage auf einem Einfamilienhaus kostet heute etwa so viel wie ein Mittelklassewagen. Dabei ist zu bedenken, dass es sich um eine Investition in die Zukunft handelt, denn die Anlage wird über eine Lebenszeit von 25 bis 30 Jahren Strom produzieren.
Solarkataster
Im Herbst 2011 konnte KOPA Geoservices die Gemeinde Magden als Pilotprojekt für die Erarbeitung eines Solarpotential-Katasters gewinnen. Mit der Kombination von flächendeckend vorhandenen Oberflächendaten und aktuellen Luftbildern wurde in diesem Pilotprojekt ein Ablauf erarbeitet, mit dem ein aktueller Datensatz über die geeigneten Dachflächen erzeugt werden konnte. Dazu wurde eigens eine Software entwickelt, die sowohl die automatische Erzeugung von Dachflächen als auch die Ermittlung der jährlichen Strahlungswerte dieser Dachflächen ermöglicht.
Methode KOPA
Um innerhalb des Baugebiets aktuelle Dachflächen zu erhalten, wurde eine Luftbildbefliegung durchgeführt. Aus diesen Bildern werden in einem halbautomatischen Verfahren dreidimensionalen Gebäudedächer und die aktuelle Geländeoberfläche extrahiert. Diese Oberfläche ist notwendig, um eine Verschattungsanalyse mit der aktuellen Bebauung und Vegetation durchzuführen.
In der nachfolgenden Bestrahlungssimulation wird ein durchschnittlicher Globalstrahlungswert für Magden verwendet, der im Softwareprodukt Meteonorm (www.meteonorm.ch) berechnet werden kann. Diese Berechnung beruht auf langjährigen Beobachtungen verschiedener Wetterstationen. Für die Pilotgemeinde wurde so für eine optimal ausgerichtete und unverschattete Fläche ein jährlicher Globalstrahlungswert von 1100kWh/m2 ermittelt.
Aus dem erzeugten Oberflächenmodell und den Gebäudegrundrissen konnten anschliessend die Konturen der Dachflächen automatisch abgeleitet werden. Dabei werden kleinere Dachaufbauten, Kamine und Dachfenster nicht berücksichtigt, sondern lediglich die Hauptdachflächen, welche meist auch für eine allfällige Installation von Solaranlagen in Frage kommen.
Im letzten Berechnungsschritt werden die extrahierten Dachflächen mit simulierten Sonnenstrahlen beleuchtet. Diese Bestrahlungssimulation erfolgt im 1h-Intervall über ein ganzes Jahr. Dabei werden die auftreffenden Sonnenstrahlen pro Dachfläche aufsummiert, so dass für jede Dachfläche der jeweilige Globalstrahlungswert ermittelt werden kann.
Mit dieser Methode wird neben Ausrichtung und Neigung eines Daches auch die Verschattung sowohl durch umliegende Bäume und Gebäude als auch durch die Topografie (Hügel und Berge) berücksichtigt.
Dächer mit einer Neigung von kleiner 6° wurden dabei speziell behandelt. Solche Dachflächen kommen für eine Aufständerung einer Solaranlage in Frage, bei der die Module optimal ausgerichtet werden können (Süd, 31°). Dabei muss jedoch beachtet werden, dass bei aufgeständerten Modulen nur ungefähr die Hälfte der Dachfläche ausgenutzt werden kann, um eine gegenseitige Verschattung zu vermeiden.
Resultate
Der Gemeinde steht als Endprodukt eine dreidimensionale Dachlandschaft, in welcher jede Dachfläche nach ihrer Eignung abgefragt werden kann, zur Verfügung. Mit den errechneten Werten lassen sich dann für interessierte Hauseigentümer allfällige Investitionen und Energieeinsparnisse abschätzen. Die Resultate können auf der Webplattform www.solarkataster.ch abgerufen oder ins gemeindeeigene Geoinformationssystem integriert werden.
Dank der eigens durchgeführten Befliegung steht der Gemeinde auch ein aktuelles massstäbliches Orthofoto mit einer Pixelgrösse von 10 cm zur Verfügung.
Kontakt: KOPA Geoservices, Hardstrasse 14, 4133 Pratteln / Im Bifang 2, 5080 Laufenburg, Kontaktperson: Markus Amrein, Telefon 062 869 80 77, mail: services@kopa.ch, web: www.kopa.ch
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