IAPG-JAHRESBERICHT 2011 - IAPG - Jade Hochschule

3D-Modellierung und optimierte Effizienzberechnung
von Photovoltaiksystemen
Die Planung und Optimierung einer Solaranlage ist ein
komplexer Vorgang. Während die Planung einer einfachen
Anlage (z.B. Einfamilienhaus) relativ wenige technische
Probleme bereitet, ist die Konzeption einer Anlage
bei komplexen Dachformen, aufgeständerten Modulen
oder vorhandenen Störobjekten deutlich aufwändiger
und nicht mehr durch eine einfache ebene Planung
durchführbar. Eine korrekte Berechnung und Auslegung
einer solchen Anlage kann daher nur gelingen, wenn die
dreidimensionale Lage der Solaranlage sowie der umgebenden
Objekte in einem gemeinsamen Modell mit Sonneneinstrahlungsdaten
und atmosphärischen Parametern
integriert werden.
Liegen als Planungsgrundlagen sowohl ein vollständiges
Geometriemodell als auch ortsabhängige Sonneneinstrahlungsdaten
vor, so lassen sich qualifizierte Aussagen
über Umfang und Effizienz einer geplanten PV-Anlage
treffen.
Abb. 1: Digitalkamera mit GPS-Aufsatz
Der zunehmende Einsatz von Solartechnologien auf Gebäudedächern und als Freiflächenanlagen
hat zu einem wachsenden Bedarf an Mess- und Planungswerkzeugen geführt,
mit denen Konzeption und Bau einer Solaranlage effizient und zielgerichtet vorgenommen
werden kann. Das vorgestellte Projekt liefert hierzu Lösungsansätze aus
dem Bereich der Photogrammetrie.
Unterstützt durch die Kooperationspartner focus solar
GmbH (Oldenburg), ect GmbH (Groß Ippener) und PixD
GbR (Hude) werden verschiedene Ansätze zur Planungsunterstützung,
Modellierung und Effizienzanalyse verfolgt.
Bei der Planungsunterstützung geht es um das Bereitstellen
von Software, welche es dem Anlagenplaner ermöglicht,
mit ein paar Klicks innerhalb eines Digitalbildes
die von ihm benötigten Planungsparameter (Dachmaße,
verfügbare Verlegefläche etc.) zu ermitteln und ein erstes
(virtuelles) Bild der Anlage auf dem Dach zu erzeugen.
Zur nachträglichen Überprüfung der Effizienz einer
PV-Anlage werden Aufnahmen des Hauses mit einer
GPS-Kamera (Abb. 1) gemacht und diese Daten mit simulierten
Jahreswerten zur Sonneneinstrahlung kombiniert.
Bei Bedarf werden diese Daten (unterstützt durch photogrammetrisch
erfasste 3D-Daten oder Laserscannerdaten)
in einem 3D-Modell dargestellt, um so Erkenntnisse über
evtl. vorhandene verschattende Objekte zu bekommen
(Abb. 2).
Abb. 2: Beispiel einer Verschattungssimulation
Dieses Verfahren eignet sich auch zur Unterstützung bei
der Planung von Freiflächenanlagen, da digitale Geländemodelle
ebenso wie Planungsvarianten in kurzer Zeit
dargestellt werden können.
• Projektbeteiligte: Prof. Dr. Thomas Luhmann,
Dipl.-Ing. Andreas Voigt
• Förderung durch den Europäischen Fonds
für regionale Entwicklung (EFRE)
• Laufzeit: 01. April 2010 - 31. Mai 2012
• Kooperationspartner: focus solar GmbH,
ect GmbH, PixD GbR
• iapg.jade-hs.de/projekte/pv_effizienz
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