Potenziale Erneuerbarer Energien - Regionalverband Mittlerer ...

Solare Energie 9
3. Potenziale Erneuerbarer Energien in der Region
Mittlerer Oberrhein
3.1. Solare Energie
3.1.1. Solare Energie allgemein
Zur effizienten Ausschöpfung des Potenzials an vorhandenen Gebäuden in Innerortsbereichen hinsichtlich der Nutzung
von Solarenergie, wurden für den Stadt- und den Landkreis Karlsruhe standortbezogene Berechnungen der
Dächer durchgeführt. Der Landkreis Rastatt und die Stadt Baden-Baden wurden nicht diesem detaillierten Verfahren
unterzogen, sondern es wurden anhand der Ergebnisse von Karlsruhe über die Einwohnerzahlen Relativwerte ermittelt
und zur Hochrechnung auf Gebiete ähnlicher Siedlungsstrukturen angewandt.
3.1.2. Methodisches Vorgehen
Die Detailanalyse basiert auf einem von der Firma Smart Geomatics entwickelten GIS-gestützten Rechenmodell, das
als Grundlage Geobasisdaten nutzt.
Aus der Analyse gehen Neigungswinkel und Ausrichtung geeigneter Dachflächen für alle berücksichtigten Gebäude
als geometrische Parameter hervor. Auf die regional wirksame Globalstrahlung bezogen ergeben sich dann unter
Berücksichtigung aller Verluste wie Abschattungseffekte die zu erwartenden Energieerträge.
Auf Basis der Dachgeometriewerte kann eine Ertragserwartung für Photovoltaik(PV)-Anlagen abgeschätzt werden.
Dabei wird von einem Optimalwert ausgegangen, der um die bereits genannten Verluste reduziert wird. Angaben wie
voraussichtlicher Stromertrag oder jährliche CO2-Einsparung werden ebenfalls ermittelt. Technische Spezifikationen
wie Art der installierbaren Module, Wirkungsgrad, aber auch Modulpreise können sehr unterschiedlich sein. Deshalb
wurden im Fall der Photovoltaik-Nutzung als Basis für alle Berechnungen Durchschnittswerte einer definierten
"Standard-Photovoltaikanlage" verwendet.
Neigung
Tabelle 8: Durchschnittswerte Standard-Photovoltaikanlage
Dachtyp benötigte Dachfläche pro Kilowatt Peak [kWp] Wirkungsgrad
[%]
Performance Ratio
[%]
Flachdach 18,86 13 % 85 %
Schrägdach 7,55 13 % 85 %
Quelle/Zusammenstellung: Umwelt- und Energieagentur Kreis Karlsruhe.
Die optimale Neigung der Kollektoren liegt bei circa 30°. Bei zunehmender Abweichung von dieser Neigung nimmt
die Effizienz ab.
Abschattung
Bei der Solar-Potenzial-Analyse werden auch Abschattungseffekte durch Objekte, wie beispielsweise große Gebäude
in der näheren Umgebung, und der Geländetopologie (beispielsweise in Tallagen) berücksichtigt, nicht jedoch Abschattungen
durch kleinere Objekte (einzelne Bäume, Masten, Antennen etc.).
Effektive Einstrahlung
Grundlage für die Bestimmung der räumlichen Verteilung der Globalstrahlung bilden die im Strahlungsmessnetz des
Deutschen Wetterdienstes im Zeitraum von 1981 bis 2000 gewonnenen Daten. Von diesem Grundlagenwert (dieser
liegt in der Region Mittlerer Oberrhein gem. dem Klimaatlas des Landes Baden-Württemberg z. B. bei circa 1.081 -
1.100 (kWh/m²*a) und entspricht der Einstrahlung auf einem Flachdach) werden Effizienzverluste durch Ausrichtung,
Neigung und Abschattungseffekte abgezogen. Durch optimale Ausrichtung und Neigung der Module können
auch höhere Werte erzielt werden.