mit Project Sunroof (Projekt
Sonnendach) startete Google vor Kurzem einen Dienst, der Hausbesitzern
das Einsparpotenzial von Solaranlagen auf ihrem Dach errechnet.
Allerdings nur für wenige Städte in den USA. Wissenschaftler am
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun mit europäischen
Partnern das Forschungsprojekt EAGLESolar abgeschlossen, das genau dies
in europäischen Städten ermöglicht und dabei noch die lokalen
Gegebenheiten berücksichtigt. Unter den Versuchsregionen befindet sich
auch Karlsruhe mit den Stadtteilen Knielingen und Nordweststadt.

Durch die sinkenden Kosten von Solar- und
Photovoltaik-Anlagen kann jeder Hausbesitzer grundsätzlich selbst Strom
oder Wärme erzeugen. Inwieweit das eigene Hausdach dafür aber geeignet
ist und ob sich eine Anlage lohnt, kann vorab oftmals nur ein
Energieberater einschätzen. In dem von der Europäischen Union mit 2,4
Millionen Euro geförderten Projekt EAGLESolar bestimmten Wissenschaftler
des KIT die Eignung von Dächern mit bisher unerreichter Präzision.

In einem ersten Schritt des Projekts
erstellten Projektpartner hochauflösende Luftbilder verschiedener Städte
in Europa, darunter auch Gemeinden in der Nähe von Karlsruhe. Die
Wissenschaftler vom Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung (IPF)
am KIT erzeugten aus diesen Aufnahmen dreidimensionale Karten, ähnlich
wie bei Google Maps, allerdings mit einer sehr viel höheren Auflösung
von bis zu unter zehn Zentimetern. Die hohe Präzision der Karten ist
deshalb nötig, da die Forscher einen Algorithmus entwickelten, der
anhand dieser 3-D-Karten die potenzielle Solar-Eignung der einzelnen
Dachflächen errechnet. Und je präziser das Modell ist, umso besser
ermitteln automatische Analysen die für Solaranlagen nutzbaren
Dachflächenbereiche und umso näher liegen die Berechnungen an der
Realität.

In die Berechnung des Potenzials eines Daches
fließen einerseits statische Daten wie die zur Verfügung stehende
Dachfläche, die Ausrichtung des Daches und seine Neigung ein.
Andererseits werden aber auch variable Daten wie Schattenflächen
berücksichtigt, die durch andere Häuser, Bäume, Kamine oder Dachgauben
erzeugt werden und den Wirkungsgrad von Solaranlagen beeinträchtigen.
Die Berechnung der Schattenflächen ist komplex, da die Sonne abhängig
von Tages- und Jahreszeit unterschiedliche Schatten wirft. In die
Analysen müssen also alle auftretenden Einstrahlwinkel der Sonne eines
ganzen Jahres mit einbezogen werden.

Für die Berechnung dieser riesigen
Datenmengen, die der Präzision der 3-D-Karten und dem Sonnenverlauf
geschuldet sind, setzten die Projektpartner in der Geokartierung und
Dachanalyse erstmals erfolgreich auf Höchstleistungsrechner. „Diese
Datenmenge mit konventionellen Computern zu verarbeiten ist einfach
nicht zeit- oder kosteneffektiv. Gemeinsam mit Projektpartnern, unter
anderem Rechenzentren für Höchstleistungsrechnen, entwarfen wir
Arbeitsabläufe, mit denen wir über paralleles Rechnen effektive
Ergebnisse erzielten“, sagt Stefan Hinz, Leiter des Instituts für
Photogrammetrie und Fernerkundung. Auf normalen PCs werden Berechnungen
in kleine Pakete aufgeteilt und nacheinander abgearbeitet. Bei
Höchstleistungsrechnern werden diese Pakete gleichzeitig, also
„parallel“ berechnet, was zu deutlich schnelleren Ergebnissen führt.

Projektpartner kombinierten diese
Eignungsdaten der Dächer wiederum mit regionalen Wetterdaten wie der
durchschnittlichen Wolkendichte oder der Anzahl der Sonnenstunden, um
daraus Vorhersagen über die zu erwartende Strom- und Wärmeerzeugung zu
treffen. Ein automatischer Abgleich mit tagesaktuellen Stromtarifen und
Fördermöglichkeiten errechnet letztendlich das konkrete geldwerte
Einsparpotenzial.

Auf der Webseite www.eaglesolar.eu können unter anderem Anwohner aus Knielingen und Nordweststadt die in
englischer Sprache verfügbaren Dach-Analysen unter „Anmelden“ direkt
abrufen. Ein Video demonstriert das Portal:
http://eaglesolar.eu/eagle/images/manuals/EAGLE_Test_Large.mp4

Das entwickelte System ermöglicht eine
weitergehende Nutzung in ganz Europa. Ein Video auf YouTube erklärt das
Projekt anschaulich (in englischer Sprache):
https://www.youtube.com/watch?v=JE55Ad7VnuM