Neue Welle für Solarkataster

 

Bereits vor einigen Jahren war das Interesse an Solarkatastern in Deutschland hoch. Zwar ebbte diese Nachfragewelle zwischenzeitlich deutlich ab, mittlerweile erleben sie jedoch ihren zweiten Frühling: Kommunen, Kreise und Bundesländer setzen wieder verstärkt auf Solarpotenzialanalysen und versuchen Bürger und Unternehmen von geeigneten Standorten für Solaranlagen zu überzeugen.

Privathaushalte und Unternehmen, die sich für die Installation von Solaranlagen entscheiden, leisten nicht nur einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz, vielmehr profitieren auch sie durch die stetig steigenden Energiepreise und die staatliche Subvention regenerativer Energien vom Aufbau einer solchen Anlage. Weil Solarthermie- und Photovoltaikanlagen in den letzten Jahren zusätzlich ihre Performance steigern konnten und somit zu einer ökonomisch noch wertvolleren Alternative zum herkömmlichen Strom wurden, erlebt Deutschland derzeit eine Nachfragewelle nach Solaranlagen. Die Gründe dafür sind vielfältig: Zum einen weisen die Anlagen eine ausgereiftere Technologie bei geringeren Anschaffungskosten auf. Auch steigt der Energiebedarf in Deutschland, vor allem durch neue Anwendungsgebiete wie die Elektromobilität, stetig. Zum anderen sorgen Stromanbieter mit flexiblen Angeboten – beispielsweise Wallboxen, die mit intelligenten Solaranlagen kombiniert werden – für eine erhöhte Attraktivität für Privathaushalte.

Welch großen Zuwachs die Solarenergie in Deutschland in den letzten Jahren erleben durfte, zeigt sich beim Blick auf das Jahr 2018: Bis zum Stichtag am 30. November wurde nach Angaben des Fraunhofer ISE eine Photovoltaik- Kraftwerkskapazität von insgesamt 45,93 GW bei der zuständigen Bundesnetzagentur gemeldet. Das entspricht circa 2,5 Prozent des weltweiten Photovoltaik-Zubaus und einer Steigerung von 2,95 GW im Vergleich zu 2017 (42,98 GW). Ein positiver Wert also, aber nicht mehr als ein Anfang: Um den Koalitionsvertrag vom März 2018, der den Anteil Erneuerbarer Energien (EE) bis zum Jahr 2030 auf 65 Prozent des Gesamt-Bruttostromverbrauchs anheben will, zu erfüllen, ist ein stetiger, jährlicher Photovoltaik- Zubau von etwa 5 GW notwendig. Deutschland muss also noch etwas tun, um die ambitionierten Ziele zu erreichen.

Solarkatatser sollen helfen

Was können Politik und Wirtschaft also unternehmen, um die Installation von Solaranlagen auch für kleine bis mittelständische Unternehmen sowie Privathaushalte attraktiver zu gestalten? Ein erster Schritt sind sogenannte Solarpotenzialkataster. Zwar gibt es solche Kataster schon seit etlichen Jahren, ihr Nutzen ist jedoch aktueller denn je. Dabei ist der Grundgedanke dahinter recht simpel: Um eine Photovoltaik- bzw. Solarthermieanlage gewinnbringend einsetzen zu können, muss zunächst einmal die Frage beantwortet werden, welcher Standort für die Anlage geeignet ist. Wo ist die meiste Sonneneinstrahlung? Wo sind die Verschattungen am geringsten? Wo kann eine solche Anlage ihr Leistungsmaximum entfalten? Solarkataster sollen bei der Identifikation solcher Flächen helfen – und somit Privathaushalten und Unternehmen das Potenzial einer Solaranlage auf dem eigenen Dach vor Augen führen.

Grundlage eines Solarkatasters ist eine sogenannte Solarpotenzialanalyse. Dafür nutzen spezielle Softwarelösungen Geometrien aus digitalen 3D-Stadtmodellen oder aus hochaufgelösten 3D-Laserscandaten, den sogenannten digitalen Oberflächenmodellen (DOM). Diese Daten werden dann mit einer präzisen Strahlungsberechnung auf Basis repräsentativer meteorologischer Eingangsdaten kombiniert. Einige Lösungen beachten dabei sogar Verschattungseffekte durch umliegende Gebäude, die Vegetation oder (städtebauliche) Topographie. Um Kommunen ebenso wie professionelle Anlagenplaner, Unternehmen und Privathaushalte gleichermaßen ansprechen zu können, reicht das Einsatzgebiet solcher Methoden bei vielen Anbietern von stadtweiten Analysen über detaillierte Einzelobjektanalysen bis hin zur Optimierung konkreter Anlagenplanungen.

Beispiel Brandenburg an der Havel

In der Realität gibt es bereits zahlreiche Solarkataster. Neben den Niederlanden und Dänemark, die sogar landesweite Kataster erstellen ließen, haben in Deutschland beispielsweise die Bundesländer Nordrhein-Westfalen und Thüringen übergreifende Solarkataster angelegt. Aber auch etliche Kommunen und Städte haben bereits eigene Solarpotenzialanalysen durchgeführt und auf deren Basis ein Solarkataster implementiert. Das Beispiel der Stadt Brandenburg an der Havel zeigt, welche Wissensgrundlage damit geschaffen werden kann: Eine Untersuchung der Technischen Hochschule Brandenburg (THB) ergab, dass etwa 20.000 von rund 47.000 Dächern in der Stadt für die Installation von Solaranlagen geeignet sind. Das entspricht circa 42 Prozent aller Dächer. Insgesamt sind nach Angaben der THB 3.304.000 Quadratmeter auf den Dächern der Stadt Brandenburg für die Erzeugung von Solarenergie geeignet. Die maximal installierbare Leistung (in kWp; Kilowatt peak) liegt bei 345.359 kWp. Die Untersuchung fand im Rahmen des Projekts „PreLytica“ am Fachbereich Wirtschaft der THB statt. Dafür wurde eine 3D-Solarpotenzialanalyse sämtlicher Bestandsgebäude im Untersuchungsgebiet durchgeführt. Auf Basis dieser 3D-Daten wurde jedes eingemessene Gebäude im Stadtgebiet auf seine Eignung für Solarstromanlagen untersucht. Dabei wurden nicht nur die individuellen Dachformen berücksichtigt, sondern auch mögliche Verschattungen. Zudem mussten die Forscher solche Dachflächen aus der Berechnung herausfiltern, die schon aufgrund ihrer geringen Größe für die Installation von Solaranlagen ungeeignet sind. Das waren in diesem Fall vorwiegend Garagen und kleinere Gartenhütten. Solche Ergebnisse werden reihenweise von deutschen Städten mit Hilfe der einschlägig bekannten Unternehmen berechnet. Technologie und Datenbestände sind inzwischen so ausgereift, dass auch individuelle Dachformen und Verschattungen für die Ertragspotenziale herangezogen und dem Interessenten somit belastbare Prognosen für mögliche Projekte geliefert werden können.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist in Nordrhein- Westfalen zu finden. Hier hat die Landesregierung NRW bereits ein bundeslandweites Solarkataster veröffentlicht, das für Auskunftssuchende kostenfrei nutzbar ist. Mit gravierenden Befunden: Nach den Daten des NRW-Solarkatasters nutzt das bevölkerungsreichste Bundesland Deutschlands lediglich rund 6 Prozent des eigentlich vorhandenen Potenzials. Dabei zeigt das Kataster auf, dass mindestens die Hälfte des landesweiten Strombedarfs durch Photovoltaik- bzw. Solarthermieanlagen gedeckt werden könnte.

Insgesamt erzeugen die Solaranlagen in NRW laut dem Landesverband Erneuerbare Energien (LEE NRW) genug Solarstrom für den jährlichen Haushaltsverbrauch von fast vier Millionen Bürgern. Zwar wolle die NRW-Landesregierung und der LEE NRW die Solarstromproduktion deutlich steigern, gleichzeitig bemängeln die Funktionäre, dass aktuelle Pläne der Bundesregierung diese Ziele gefährden würden. Jan Dobertin, Geschäftsführer des LEE NRW, kritisiert: „Während NRW mit dem Solarkataster die großen Potenziale bei der Produktion von Solarstrom aufzeigt, plant die Bundesregierung massive Einschnitte in diesem Bereich. Die in der Vergangenheit bereits stark gebeutelte Solarbranche wird damit erneut in Bedrängnis gebracht.”

Konkret meint Dobertin damit die Ankündigung der Bundesregierung Mitte Dezember 2018, zu Beginn des Jahres 2019 eine Kürzung der Einspeisevergütung für größere Photovoltaik-Anlagen von rund 20 Prozent vornehmen zu wollen. Das sorgte schnell für Unruhe in der Branche, wie Jan Dobertin berichtet: „Bei den Installateuren rufen nun Kunden an, die bereits geschlossene Verträge wieder stornieren wollen. Solche politischen Schnellschüsse sind das Gegenteil von Planungssicherheit und klaren Investitionsbedingungen. So kann man mit einer wichtigen Zukunftsbranche nicht umgehen.”

Es zeigt sich also: Es gibt noch gehörig Arbeit, um die ambitionierten Klimaschutzziele bis zum Jahr 2030 zu erreichen. Mit dem steigenden Einsatz von Solarkatastern und der damit einhergehenden erhöhten Attraktivität von Solarthermie- und Photovoltaikanlagen auch für Privathaushalte und kleine bis mittelständische Unternehmen, ist jedoch ein erster wichtiger Schritt in die richtige Richtung gelungen. (jr)

Wie entstehen Solarkataster?

Grundlage eines jeden Solarkatasters sind hochauflösende Geodaten der Fernerkundung – also Laserscandaten oder Stereoluftbilder. Die benötigten Datengrundlagen werden zumeist durch eine Befliegung gewonnen. Durch den Einsatz neuester Technologien – moderne Laserscanner vermessen mit einer Punktdichte von circa vier Punkten pro Quadratmeter und einer Lage- und Höhengenauigkeit von etwa 0,15 Metern – können selbst kleinste Strukturen auf den Dächern, beispielsweise Schornsteine oder Gauben, erfasst und bei der Berechnung berücksichtigt werden. Zur (geografischen) Lokalisierung der Gebäude werden die Gebäudeumrisse aus dem Amtlichen Liegenschaftskatasterinformationssystem (ALKIS) hinzugezogen. Durch eine Verschneidung von 3D-Informationen und Katasterdaten sowie eine Simulation der Sonneneinstrahlung über den Tag und das Jahr hinweg kann dann für jede einzelne Dachfläche der zu erwartende Stromertrag exakt berechnet werden. Neben der Dachneigung muss dafür auf die Ausrichtung des Daches, mögliche Verschattungen und die erwartbare Sonneneinstrahlung geachtet werden. Auf Basis dieser Werte wird durch spezielle Algorithmen für jede Stelle des Daches beziehungsweise der Freifläche das Solarpotenzial in Kilowattstunden pro Jahr berechnet. (jr)