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SolarScan - Großflächige Ableitung des Solarpotenzials von Dachflächen auf Basis von Laserscanning-Daten

Mit den im Rahmen des Projektes SolarScan entwickelten Solarenergie-Potenzialmodellierungen wird es durch die Verwendung von flugzeuggestützten Laserscanning-Daten möglich sein, für jedes einzelne Hausdach innerhalb des Landes Vorarlberg (Untersuchungsgebiet) die tatsächlich mögliche Besonnung und das daran geknüpfte Energiepotenzial zu berechnen und abzurufen.

Ausgangssituation

Die zurzeit verfügbaren großräumigen (z.B. landesweiten) Besonnungs- und Globalstrahlungs-modellierungen berücksichtigen die potenzielle Besonnung an einem Ort auf Basis von Gelände-modellen einer Auflösung von bestenfalls 10 x 10 Metern.

Projektverlauf

Wegweisend in der Umsetzung des Projektes ist die Verwendung von Laserscanning-Daten als höchstgenaue Datengrundlage sowie die Entwicklung von Algorithmen und Verfahren seitens ihrer Auswertung. Durch den Aufbau eines speziellen Laserdaten-Informationssystems in welchem die Laserscanning-Daten in einer speziell auf Laserdaten abgestimmten Datenbank abgespeichert werden, wird eine umfassende Analyse dieser Daten in ihrer Vollabdeckung möglich. In einem ersten Schritt werden aus den Datensätzen über objektorientierte Klassifikationsansätze die Dächer der Gebäude extrahiert. Diese Klassifikation wird auf Basis der Rohdatensätze (Punktwolke) durch-geführt. Eine Konvertierung in ein Rasterformat und der damit einhergehende Informationsverlust findet nicht statt. Die hochgenauen geometrischen Informationen der Laserscanning-Daten bleiben somit während des gesamten Klassifikationsprozesses erhalten. Die extrahierten Dachflächen werden als eigenständiger Informationslayer abgespeichert. Die Berechnung des Solarpotenzials für die extrahierten Dachflächen erfolgt anschließend  in Abhängigkeit der Ausrichtung (Neigung und Ex-position) der einzelnen Dachflächen, wobei die Einstrahlung als Summe der direkten Strahlung und der diffusen Himmelsstrahlung gerechnet wird. Die Berechnung wird unter Annahme einer Standard-atmosphäre durchgeführt. Dabei wird in Abhängigkeit der Jahres- und Uhrzeit der Sonnenstand für die gegebene geographische Länge und Breite ermittelt und so die Abweichung der Sonnenein-strahlung zur der Flächennormalen des Hausdachs errechnet. Dabei werden sowohl die topo-graphische als auch die objektbasierte Verschattung durch Bäume oder andere Objekte berücksichtigt.

Ergebnisse

Als Ergebnis der Berechnungen steht für jedes Hausdach die potenzielle Jahressumme der verfüg-baren Solarenergie mit oder ohne Berücksichtigung atmosphärischer Bedingungen zur Verfügung. Die Werte können außerdem für jeden Tag im Jahr separat gespeichert werden und erlauben so eine detaillierte und jahreszeitenabhängige Abschätzung des Solarpotenzials. Die Ergebnisse selbst sind einerseits als digitale Karten visualisierbar, andererseits als statistische Graphiken interpretierbar und abrufbar. Sie können bei Energieagenturen, Gemeinden, Bezirksverwaltungen oder Landes-regierungen als Informationslayer in Geographischen Informationssystemen vorgehalten werden, oder über Webserver am Internet als Informationsdienste frei oder kostenpflichtig verfügbar ge-macht werden. Im Gegenständlichen Projekt wird berechnete Solarpotential wird in Form von digitalen GIS-Karten und als Web-Service bei der Vorarlberger Landesregierung verfügbar gemacht.

Steckbrief

Projektnummer
815558
Koordinator
GRID-IT Gesellschaft für angewandte Geoinformatik mbH
Projektleitung
Hannes Kleindienst, kleindienst@grid-it.at
Förderprogramm
Energie der Zukunft
Dauer
04.2008 - 10.2009
Budget
129.952 €