Für die Schweiz ist der Ausstieg aus der Kernenergie beschlossene Sache, auch wenn er sehr langfristig geplant ist. Die Energieversorgung der Schweiz wird derzeit zu 56 Prozent durch Wasserkraft, zu 39 Prozent aus Kernkraft und zu fünf Prozent aus anderen Anlagen gesichert. Neben umfangreichen Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz und zum sparsamen Umgang mit Energie werden auch Wind- und Solarkraft ein wichtiger Baustein der zukünftigen Energieversorgung sein. Im Jahr 2050 sollen 20 Prozent des Stromes aus Photovoltaik kommen. Im sonnenreichen Jahr 2015 betrug die jährliche Solarstromproduktion in der Alpenrepublik 1.250 Gigawattstunden und hatte damit einen Anteil von zwei Prozent.
Potenzial ins Bewusstsein rücken
Für das Schweizer Bundesamt für Energie (BFE) gilt es, das vorhandene Solarpotenzial vor allem auf Haus- und Gewerbedächern in den nächsten Jahren ins Bewusstsein von Bürgern und Kommunen zu rücken. Deshalb wurde nun ein flächendeckendes Solarkataster für die Schweiz erstellt. In seiner Endausbaustufe 2018 soll es für die rund 3,5 Millionen Gebäude in der Schweiz die möglichen Erträge pro Dachfläche ausweisen. Ein Mammutprojekt.
Seit Ende Februar ist jetzt der erste Teil des Katasters online verfügbar. Die dicht besiedelten Gebiete im zentralen Mittelland und die Ostschweiz mit insgesamt rund 1,5 Millionen Gebäuden und etwa 4,5 Millionen Dachflächen können ab sofort differenziert betrachtet werden. Das Kataster wird in enger Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie Meteo Schweiz und dem Bundesamt für Landetopografie Swisstopo aus der Taufe gehoben. Meteo Schweiz stellt monatlich solare Einstrahlungsdaten der gesamten Schweiz bereit. Damit ist es möglich, für jede Solaranlage den aktuell möglichen Ertrag zu verfolgen.
Die Geodaten der Dachflächen stammen aus dem Swisstopo-Produkt Swiss Buildings 3D, das sich derzeit noch im Aufbau befindet. Das ist auch der Grund dafür, dass das Solarkataster in Etappen vervollständigt wird.
Einfach und verständlich
Dem BFE ging es beim Design des Katasters vor allem darum, das Instrument für Bürgerinnen und Bürger und Kommunen einfach handhabbar zu gestalten, wie Martin Hertach vom Eidgenössischen Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation beim BFE betont. Bisherige Kataster einzelner Kommunen oder Regionen haben zum Teil unterschiedliche Berechnungsmethoden verwendet und unterscheiden sich in ihrer Darstellung und Handhabung.
Martin Hertach erklärt die vorausgegangenen Überlegungen: „Vor Projektstart haben wir geschaut, was es schon für Kataster in der Schweiz gibt und ob man das eventuell besser machen kann. Wir kamen zu der Einschätzung, dass die vorhandenen Lösungen zwar sehr detailreich und von der Methodik her sehr ausgereift waren, aber auf der Präsentationsseite und in der Handhabung eher was für Profis waren und nicht unbedingt für den interessierten Laien einfach zugänglich. Genau hier ist unser Ansatzpunkt.“
Für mobile Endgeräte optimiert
Mit dem einheitlichen Kataster für die gesamte Schweiz wird es nun noch einfacher, das solare Potenzial eines Hausdaches schnell zu ermitteln.
Als Planungsinstrument soll es allen Kommunen bis hin zu kleinen Berggemeinden, die sich ein eigenes Kataster niemals leisten könnten, zur Verfügung stehen. „Und wirklich jeder, der ein Dach hat, kann sich einfach und unkompliziert informieren“, so fasst Martin Hertach die Intention des BFE zusammen. Denn das Potenzial des Photovoltaikausbaus in der Schweiz liegt auf den Dächern. Große Freiflächenanlagen kann es aufgrund der Topografie nicht geben.
Das Kataster ist für mobile Endgeräte optimiert und zeichnet sich durch eine einfache und für jedermann verständliche Benutzerführung aus. Öffnet man die Anwendung, kann man nach dem eigenen Standort suchen, aber auch nach Adressen oder über die Landkarte. Es öffnet sich eine bildliche Darstellung des jeweiligen Daches. Durch verschiedene Einfärbungen sind sofort besonders geeignete Dächer erkennbar. Und natürlich gibt es dann per Klick auch die jeweiligen konkreten Daten. Erwähnenswert ist auch, dass es keine Einschränkungen hinsichtlich der Nutzung geben wird. Jeder kann sich jedes Dach anschauen. Es gibt keine weißen Flecken.
3D-Daten als Grundlage
Für das Kataster konnte das BFE auf umfangreiche Grundlagendaten zurückgreifen. Einerseits gibt es von Swisstopo hervorragende 3D-Gebäudedaten, die durch fotogrammetrische Auswertung auf der Grundlage von Luftbildern gewonnen werden. Andererseits wurden von Meteo Schweiz satellitenbasierte Strahlungsdaten der letzten zehn Jahre bereitgestellt, die räumliche Strahlungsmuster sowohl bei Nebel im Schweizer Mittelland wie auch über Schnee im Gebirge realistisch wiedergeben.
Aus beiden Quellen wurde eine bestmögliche Geoanalyse durchgeführt, die letztlich das Solarkataster bildet. Für diesen Part in dem Projekt zeichnet Meteotest verantwortlich. Aufgabe von Meteotest war es, die vorhandenen Geometrien aus den 3D-Datensätzen zu bereinigen, das heißt, in eine für das Kataster praktikable und sinnvolle 2D-Darstellung zu überführen. Meteotest aus Bern hat Expertise genau in diesem Aufgabenfeld. Im Gegensatz zu einem Solarkataster für eine einzelne Gemeinde haben die Berner Energiemeteorologen es allerdings mit ganz anderen Datenmengen zu tun.
Projektleiter Daniel Klauser von Meteotest erläutert den Grund für die Umrechnung und Bereinigung der 3D-Datensätze: „Das ist deshalb notwendig, weil es mitunter Dachflächen gibt, die übereinanderliegen. Für das Kataster werden die Dachflächen dargestellt, die auch aus der Vogelperspektive sichtbar sind. Das sind ja auch in der Regel die Flächen, die für eine solare Nutzung am besten geeignet sind.“
Jede Dachfläche differenziert berechnet
Wer sich jetzt fragt, weshalb überhaupt 3D-Daten als Ausgangsbasis dienen, bekommt eine einfache und plausible Antwort. In den 3D-Daten ist die Neigung und Ausrichtung der Dachflächen enthalten. Sie bilden die Grundlage für eine Verschattungsanalyse.
Für die Darstellung und Nutzung des Solarkatasters ist es allerdings sehr viel einfacher, mit 2D-Datensätzen zu arbeiten, nicht zuletzt auch um eine gute Performance zu gewährleisten. Für Meteotest hieß es also, einen automatisierten Prozess zu entwickeln, der die Umrechnung der Datensätze sicher gewährleistet. Für den jetzt veröffentlichten Teil sprechen wir von 1,5 Millionen Gebäuden und etwa 4,5 Millionen Dachflächen – denn jede Dachfläche wird einzeln berechnet. Als Dachfläche werden dabei Flächen mit gleicher Neigung und Ausrichtung bezeichnet. Da aber viele Gebäude komplexe Dachflächen haben, werden die verschiedenen Teile eines Daches als jeweils eine Dachfläche berechnet und später auch im Solarkataster differenziert angegeben.
Neben der geometrischen Bereinigung der Daten galt es, die Einstrahlungswerte zu berechnen. Für jede Dachfläche wird unter Berücksichtigung der Ausrichtung und Neigung sowie der Verschattung die Einstrahlung berechnet – in Monats- und Jahreswerten. Darum geht es schließlich beim Solarkataster. Für jede Dachfläche sollen die Werte abrufbar sein und das Potenzial des konkreten Daches aufzeigen. Basierend auf den Strahlungsdaten werden auch mögliche Erträge für die konkrete Fläche ausgegeben. Dabei werden Standardannahmen getroffen zu Modulwirkungsgraden und Performance Ratio.
Auch thermischer Ertrag wird geschätzt
Alternativ wird auch eine Solarthermie-Analyse angeboten. Aus dem Gebäude- und Wohnregister, das es für die Schweiz gibt und in dem ein Großteil der Gebäude erfasst ist, wird anhand der Nutzung der mögliche Bedarf an Warmwasser und Heizenergie geschätzt. Darauf aufbauend wird eine Solarthermieanlage dimensioniert und für diese Anlage der solarthermische Ertrag berechnet. So ist die Anlage gleich passend zum Bedarf dimensioniert. Natürlich berücksichtigt diese Auswertung nicht individuelle Gebäudemerkmale wie Dämmung oder spezifisches Verbrauchsverhalten. Es soll einfach aufgezeigt werden, dass es beide Nutzungsmöglichkeiten gibt, und für beide Nutzungsarten der mögliche Ertrag geschätzt werden.
Kontinuierliche Aktualisierung geplant
Ein Manko bisheriger Kataster ist auch die aufwendige und daher oft fehlende Aktualisierung. Diese ist aber bei Katastern unbedingt notwendig: Zum Beispiel wachsen Bäume oder in der Nachbarschaft werden höhere Gebäude gebaut. Das Kataster des BFE soll deshalb regelmäßig aktualisiert werden. Swisstopo befliegt pro Jahr ein Drittel der Schweiz. Die Aktualisierung der Gebäudedaten wird voraussichtlich im Sechs-Jahres-Zyklus erfolgen. Diese Daten werden dann auch jeweils zur Neuberechnung des Katasters herangezogen. Das heißt, dass jedes Jahr für rund ein Sechstel der Schweiz das Solarkataster aktualisiert wird.
Für Spezialisten
Einstrahlungsdaten für konkreten Standort
Ab sofort können Abonnenten unserer Zeitschrift die Einstrahlungsdaten des Vormonats für einen konkreten Standort online abrufen. Verfügbar sind Daten für Deutschland, Österreich und die Schweiz. Dieser Service wird ermöglicht durch eine Kooperation mit Meteotest aus Bern.
Seit einem Jahr präsentieren wir im gedruckten Heft und online den Einstrahlungsatlas für Deutschland, Österreich, Schweiz. Die Karte bildet jeweils die tatsächliche Sonneneinstrahlung eines Monats für die genannten Regionen ab. Ab sofort ist dieser Service für Sie noch attraktiver. Nach dem Log-in als Abonnent können Sie in einer interaktiven Karte einen konkreten Standort anklicken und die genauen Monatswerte des Vormonats abrufen. Über einen Play-Button ist auch eine Vergangenheitsbetrachtung möglich. Mit einer Zoomfunktion können Sie den Kartenmaßstab verändern.
www.photovoltaik.eu – Webcode: 1263
Energy Challenge 2016 in der Schweiz
Energie Schweiz lanciert im Frühjahr die erste nationale Jahreskampagne zu Energieeffizienz und erneuerbaren Energien: die Energy Challenge 2016. Die Roadshow führt durch neun Städte und thematisiert spielerisch Energiesparpotenziale im Alltag und die Nutzung von erneuerbaren Energien. Spielfeld in jedem Austragungsort ist das Energie-Village mit einer mobilen Wohn-Box, in der Prominente gemeinsam mit der Bevölkerung Energieaufgaben lösen werden.
Der Startschuss zur Energy Challenge fällt für das Publikum im April 2016: Ab dann steht die kostenlose E-Challenge-App zum Herunterladen bereit. Mit ihr kann man sich beispielsweise anhand des persönlichen Energieprofils und individueller Tipps stetig energetisch verbessern und dadurch von realen Belohnungen profitieren. Zudem zeigt sie auf, welcher prominenten Person man energetisch ähnlich ist. Außerdem kann man über die App beim Voting für die Wahl der Teams teilnehmen und diese anschließend im Wettstreit unterstützen.
So sieht das solare Potenzial von Luzern im neuen Solarkataster aus. Die dicht besiedelten Gebiete der Schweiz mit etwa 4,5 Millionen Dachflächen können ab sofort differenziert betrachtet werden.
Auch entlegene und eher dünn besiedelte Gebiete können ihr solares Potenzial jetzt entdecken.
Das Kataster ist für mobile Endgeräte optimiert und zeichnet sich durch einfache und verständliche Benutzerführung aus.
Auf der rechten Seite der Grafik sind Horizonte in verschiedenen Entfernungen für ein Gebäude berechnet. Auf diese Weise fließen Verschattungen durch Bäume, andere Gebäude oder Gelände in die Berechnung der Einstrahlungswerte ein.
Viele Experten haben an der Umsetzung des Katasters mitgewirkt. Hier eine Projektsitzung mit Mitarbeitern von BFE, Meteotest und Swisstopo.
Für die Ertragssimulation werden Standardannahmen zu Modulwirkungsgrad und Performance Ratio verwendet.
