Berechnungsgrundlagen

Das Solarkataster der Stadt Aachen wurde auf der Grundlage eines 3D-Stadtmodells erstellt, basierend auf hoch aufgelösten Stereoluftbildern, die von der Bezirksregierung Köln, Abteilung GEObasis.nrw, in Kooperation mit dem Kataster- und Vermessungsamt der Städteregion Aachen im Frühjahr 2010 aufgenommen worden.

Aus dem 3D-Stadtmodell wurden zuerst die einzelnen Dachteilflächen extrahiert und die Parameter für Azimuth, Neigung und Größe je Teilfläche berechnet. Für die Bilanzierung der mittleren Strahlungswerte pro Dachteilfläche wurden sowohl die Verschattung durch gebäudeeigene Dachaufbauten und Nachbargebäude als auch die mögliche Verschattung durch das Gelände und durch vorhandene Vegetation berücksichtigt. Hierfür wurde ein aus den Stereoluftbildern generiertes digitales Oberflächenmodell (DOM) verwendet. Darüber hinaus wurde die mittlere Jahressumme der Globalstrahlung 1981-2010 des Deutschen Wetterdienstes (DWD) für den Raum Aachen zugrunde gelegt.

Das Ergebnis dieser Analyse wird in einer Karte mit nebenstehender Legende dargestellt. Zusätzlich zur kartographischen Darstellung können die Solarattribute der Dachteilflächen abgefragt werden.

Globalstrahlung

Der Globalstrahlungswert (auf die ebene Fläche) für die Stadt Aachen beträgt 1.028 kWh/m²a. Es wurden Jahreswerte der Globalstrahlung aus Messreihen des Deutschen Wetterdienstes aus dem Zeitraum 1981 bis 2010 berücksichtigt und daraus ein Mittelwert gebildet. Ausgehend von diesem Mittelwert wird dann die real zu erwartende Einstrahlung unter Berücksichtigung der Ausrichtung und Neigung der jeweiligen Dachfläche sowie von Abschattungseffekten berechnet.

Einfluss von Ausrichtung und Neigung des Dachs

Die Ausrichtung des Daches zur Himmelsrichtung (Exposition) bestimmt zusammen mit der Dachneigung und der Verschattung im Wesentlichen die Ausnutzung der Globalstrahlung. Die höchsten Erträge werden bei Südausrichtung einer Dachneigung von 40 Grad und ohne Verschattung erzielt. Der Energieeintrag wird aber nur um etwa 7% vermindert, wenn die Module nach Süd-Ost bis Süd-West gerichtet sind und einen Neigungswinkel von 15 bis 50° haben.

Berücksichtigung von Verschattung

Die spezifische Verschattung wurde durch Analyse des Schattenwurfs bei direkter Sonneneinstrahlung über das ganze Jahr  berücksichtigt. Hierbei wurden sowohl die Verschattung durch gebäudeeigene Dachaufbauten und Nachbargebäude als auch die mögliche Verschattung durch das Gelände und durch vorhandene Vegetation berücksichtigt.

Solarenergiepotenzial für PV-Anlagen

Das Potenzial der Sonnenenergienutzung zur Stromerzeugung wird im Solardachkataster in vier Kategorien dargestellt:

Flächengröße: Kleine Teilflächen von Gebäudedächern (unter 10 m²), werden im Solardachkataster rein rechnerisch nicht berücksichtigt. Für die Photovoltaiknutzung sind mindestens 15 Quadratmeter (geneigte Dächer, zusammenhängende Dachfläche) notwendig, um eine Anlage wirtschaftlich betreiben zu können.

Bei Flachdächern wurde die Einstrahlung auf die horizontale Fläche und evtl. Verschattung berücksichtigt. Die angegebene mittlere solare Einstrahlung entspricht der Globalstrahlung, wenn keine Verschattung vorliegt. Durch das Aufstellen von Modulen, die optimal zur Sonne ausgerichtet werden, erhöht sich die Sonneneinstrahlung. Um eine gegenseitige Verschattung zu vermeiden, muss zwischen den Modulreihen Abstand gehalten werden, wodurch die installierbare Modulfläche in Relation zur Dachfläche nur ca. 40% beträgt. Aufgrund der Möglichkeit, die Module durch die Aufständerung optimal zur Sonne auszurichten und zu neigen, sind Flachdächer insgesamt gut für Solaranlagen geeignet.

Solarenergiepotenzial für solarthermische Anlagen

Das Potenzial der Sonnenenergienutzung  zur Warmwassererzeugung wird im Solardachkataster in zwei Kategorien dargestellt:

Für die Nutzung thermischer Anlagen wurde eine Mindestflächengröße von 5 m² (geneigtes Dach) zu Grunde gelegt. Trotzdem kann eine solare Nutzung sich lohnen. Vor allem solarthermische Anlagen, durch die Sie Warmwasser- und Heizkosten einsparen, haben nur einen relativ geringen Flächenbedarf.

Für die Heizungsunterstützung in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus sind mindestens 10 m² verfügbarer Dachfläche erforderlich.

Bei Flachdächern muss zwischen den Modulreihen Abstand gehalten werden, um gegenseitige Verschattung zu vermeiden müssen. Die Dachfläche muss daher ca. 2,5 mal so größer sein als bei einem geneigten Dach.

Ertragsrechner

Mit dem Ertragsrechner können Sie Anlagenleistung, -ertrag und Investitionskosten ermitteln. Bitte beachten Sie, dass diese Berechnung nur eine erste Orientierung sein kann, da die Wirtschaftlichkeit einer Anlage von einer Reihe Faktoren abhängt.

Berechnungsgrundlagen für den Ertragsrechner