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Neue Analyseverfahren zur Solarenergie

admin — Mon, 15 Aug 2011 10:41:40 +0000

: Moderne Solarmodule sind einfach zu verbauen. Quelle: www.wagner-solar.com

Bereits seit März vorigen Jahres bietet auch Bonn ein so genanntes Solardachkataster online an. Es zeigt mit wenigen Mausklicks am heimischen PC, ob sich ein Gebäude grundsätzlich für den Aufbau einer Photovoltaik- oder Solarthermieanlage eignet. In einer Kartendarstellung zeigen dazu unterschiedlich gefärbte Dachflächen, wieviel Sonneneinstrahlung ein Dach erreicht. Schrittweise lassen sich darüber hinaus weitere Informationen zum Beispiel zur installierbaren Leistung und zum Ertrag einer Photovoltaikanlage abrufen und die Wirtschaftlichkeit über einen Ertragsrechner kalkulieren. Das Solardachkataster ist in das städtische Geoinformationssystem eingebunden, das eine Vielzahl von Datenangeboten beinhaltet.

Grundlage für das Kataster war das hoch aufgelöste digitale Geländemodell der Bezirksregierung Köln (GeoBasisNRW). Es basiert auf Ergebnissen von Laserscan-Befliegungen aus dem Jahr 2007. Zusätzlich wurde die genaue Lage der Gebäudegrundrisse aus dem Automatisierten Liegenschaftskataster (ALK) des städtischen Kataster- und Vermessungsamtes mit in die Berechnungen einbezogen. Allerdings kann das Angebot nicht das konkrete Zusammenspiel von Dachform, Ausrichtung, Abschattung und eventuell störenden Dachaufbauten wie Gauben und Schornsteinen berücksichtigen, sondern es zeigt das grundsätzliche Potenzial eines Daches.

Vor diesem Hintergrund hat das Institut für Geodäsie und Geoinformation (IGG) der Universität Bonn in Zusammenarbeit mit dem Satelliten- und Luftbildspezialisten EFTAS nun HABIS entwickelt. Das Akronym steht für Hybrid Automatic Building Interpretation System und ist der Prototyp einer Software, die auf der Basis zumeist vorhandener Geodatensätze von Kommunen und Landesbehörden vollautomatisch Dachflächen sehr präzise dreidimensional modelliert und damit neben dem Solarpotenzial auch Einschätzungen darüber erlaubt, ob auf einer (Dach-)Fläche tatsächlich eine Solaranlage installiert weden kann.

Um das zu verwirklichen werden in einem mehrstufigen Verfahren drei Datensätze kombiniert: Das sind zum einen Laserscandaten aus Befliegungen, die in Form drreidimensionaler Punktwolken die Landschaft erfassen, zum zweiten gut aufgelöste Stereo-Luftbilddaten und als Basisinformation zum dritten die amtlichen Katasterinformationen (ALK bzw. ALKIS). Alle drei Datenarten liefern entscheidende Informationen: Das Kataster zeigt Lage und Form der Gebäudegrundrisse, die Laserscan-Punktwolken erfassen die vollständige Oberfläche der Gebäude und die stereoskopischen Luftbilder erlauben es, Dachkanten und zusätzliche Objekte wie Schornsteine und Gauben abzuleiten.

Das Verfahren von HABIS setzt dabei insgesamt auf eine Methode wachsender Verfeinerung der Analyseergebnisse und Modellierungen. Im ersten Schritt werden dazu Katasterdaten und Punktwolken verschnitten, so dass für jedes Haus die zugehörigen Messpunkte der Gebäudeoberfläche ermittelt werden. Dann erzeugt die Software allein auf Grundlage der Gebäude-Punktwolken die möglichen passenden Dachmodelle, so dass zunächst noch verschiedene Hypothesen zum Aussehen des Dachse sowie des Gebäudes nebeneinander existieren. Dabei werden vorherrschende Basisdachmodelltypen wie Walm-, Pult-oder Satteldach berücksichtigt. In diesem „Modellraum“ sollen 90 Prozent der Gebäudedächer korrekt erstellt werden. Architektonische Sonderformen, wie etwa komplexe Kirchendächer, fließen in die Qualitätsvorgabe entsprechend nicht ein. Die Dach-Hypothesen werden im dritten Schritt durch Untersuchung und Extraktion der Dachkanten in den Luftbildern verifiziert. Dabei werden zugleich auch Dachaufbauten und in die Dachneigung integrierte Schrägfenster erfasst. Schließlich gelangt man zu einem Gebäudemodell, dass mit höchster Wahrscheinlichkeit Form und Größe des realen Gebäudes wiedergibt.

Die gesamte Prozesskette läuft vollautomatisch ab. Am Ende steht ohne jedes händische Zutun eines Mitarbeiters ein so genanntes Level of Detail (LoD) Modell 2 in CityGML, einem am IGG maßgeblich entwickelten und inzwischen international etablierten Standard des OGC (Open Geospatial Consortiums) für 3D-Modelle. In dieser Form ist es offen für zahlreiche Nutzungen in einer Vielzahl von GIS-Lösungen. Durch die Analyse der Einstrahlungsverhältnisse das spezifische Solarpotenzial für jedes Gebäude auszurechnen und so fundierte Aussagen über die Wirtschaftlichkeit einer Solaranalage zu treffen ist daher nicht das einzige Anwendungsszenario von HABIS.

Das mit Mitteln des Bundswirtschaftsministeriums im Rahmen des Programms ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) geförderte Projekt liefert gleich in mehrfacher Hinsicht Ansätze für künftige Szenarien. So ist der Schritt vom hochqualitativen und detaillierten 3D-Dachmodell einer Stadt zum echten 3D-Stadtmodell nicht sonderlich groß. Denkbar wäre dann, einzelnen Dach- und Wandflächen aufgrund von ergänzenden Informationen wie Baujahr und Material Dämm-Eigenschaften zuzuweisen und so großflächig den energetischen Sanierungsbedarf abzuschätzen. Auch könnten die mittels HABIS künftig viel leichter produzierbaren großflächigen 3D-Modelle bei der Stadt- und Verkehrsplanung Verwendung finden.

Wien setzt auf GIS-Lösungen aus Bonn

admin — Tue, 12 Apr 2011 10:40:45 +0000

Wartungsarbeiten an einem Gasdruckregler im Wiener Gasnetz. Foto: Wien Energie/Martin Stickler

Wien Energie – ein Unternehmen der Wiener Stadtwerke Holding – versorgt über zwei Millionen Menschen im Gebiet der österreichischen Hauptstadt mit Strom und Erdgas. Schon seit langem setzt das Unternehmen für das Management seiner Netzinfrastrukturen auf GIS-Technologie des Bonner Anbieters AED-Sicad AG. Das wird auch künftig so sein.

Die jeweils für den Netzbetrieb zuständigen Tochtergesellschaften Wien Energie Gasnetz GmbH und Wien Energie Stromnetz GmbH haben sich für eine Modernisierung und damit umfassende Migration ihrer Netzinformationssysteme entschieden. Bislang basierten diese auf Sicad/open, künftig wird ArcFM UT die Grundlage darstellen – beides sind Produkte der AED-Sicad AG. Das Stromnetz des größten Energiedienstleistungs-Unternehmen Österreichs hat eine Gesamtlänge von rund 23.000 Kilometern, die zu über 80 Prozent als Erdkabel und somit unterirdisch verlegt sind. Das Gasnetz ist mit einer Gesamtlänge von 3.500 Kilometern eines der größten Gasverteilnetze Europas.

Und sowohl mit dem alten, wie mit dem neuen System wird es nach Angaben des Bonner Anbieters über ArcFM UT Integrator EAI eine Verknüpfung zu SAP geben, insbesondere zum Instandhaltungsmodul SAP-PM (plant maintenance). Die Verzahnung von GIS und SAP hat nach Einschätzung der Bonner den hohen Stellenwert des Netzinformationssystems der Gasnetz GmbH sowohl im Asset Management, als auch im gesamten Unternehmen gefestigt. Bei der Stromnetz GmbH ist es darüber hinaus ein wichtiges Projektziel, neben der Übernahme der Netzdaten in die neue Systemlösung, künftig vor allem die Übersichtsplänen mit dem integrierten Produkt ArcFM UT Generalisierung herzustellen und den Werksmeistern somit jederzeit aktuellste Pläne für ihre Wartungsarbeiten an die Hand geben zu können.

Die AED-Sicad AG wird bei dem gesamten Projekt als Generalunternehmer fungieren. Begleitet wird das Vorhaben von den GIS-Experten des hauseigenen IT-Dienstleisters, WienIT EDV Dienstleistungs-GmbH & Co KG. Mit der Programmkoordination des Projekts ist die Siemens SIS Wien betraut.

Bridge2Geo: Expertentreffen zum „Geoinformationssystem Zukunftsenergie“

admin — Mon, 26 Jan 2009 15:38:50 +0000

Alternative Energien - Foto: Rainer Sturm/pixelio.de

Ein Expertenmeeting zur Frage, welche Rolle Geographische Informationssysteme (GIS) beim Ausbau regenerativer Energien von Solar- über Windkraft bis zur Biomasse spielen können, steht im Rahmen des EU-Projektes Bridge2Geo am 11. Februar 2009 auf dem Programm. In direkter Nachbarschaft zur Fachmesse E-World Energy & Water in der Messe Essen werden rund 30 Fachleute aus Kommunen, Planungsbüros und -behörden, GIS-Unternehmen und der Energiebranche über ein „GIS Zukunftsenergie“ diskutieren.

Professor Dr. Klaus Greve, Direktor des Geographischen Instituts der Universität Bonn und Leiter der dortigen Arbeitsgruppe GIS wird eine Einführung ins Thema geben, bevor Rolf Beyer von der Wirtschaftsförderung Rhein-Sieg das Projekt Energieregion Rhein-Sieg vorstellt, bei dem einmal beispielhaft Energienachfrage und das Potenzial regenerativer Energiequellen in einer Region untersucht wurde.

Im Mittelpunkt des Gesprächs sollen vor allem die Chancen stehen, die Geoinformationssysteme hinsichtlich der Vermittlung des Energiethemas an die Öffentlichkeit bieten. Gerade bei regenerativen Energien ist die Standortfrage ein entscheidendes Kriterium. Das gilt kleinräumlich, wenn man das Potenzial einzelner Hausdächer etwa als Träger von Solaranlagen betrachtet, das gilt aber auch regional, denn Anlagen für Biogas benötigen beispielsweise ein entsprechendes Umfeld der Land- und Forstwirtschaft hinsichtlich ihres Rohstoffbedarfs. Rein fachliche Betrachtungen der Standortsuche kollidieren aber häufig mit anderen Interessen der Öffentlichkeit und der Politik.

Hier können webbasierte Informationssysteme Transparenz schaffen und insgesamt Verständnis für das Thema wecken. Bei entsprechender Datenlage eigenen sie sich sogar als Marketinginstrument, etwa für das qualifizierte Handwerk. Immobilienbesitzer und Solaranlagenbauer können zum Beispiel mit solchen Informationssystemen im Internet jeweils selbstständig oder auch gemeinsam sehr schnell die mögliche Ausbeute eines Hausdaches für Sonnenenergie prüfen. Die Teilnehmer des Gesprächs werden solche und andere praktische Ansätze zur öffentlichen Nutzung von Geodaten diskutieren.

Im Projekt Bridge2Geo ist das Energiethema ein Schwerpunkt, Ziel des von Behörden, Unternehmen und Forschungsinstituten in den Regionen Bonn und Salzburg gemeinsam getragenen EU-Projektes ist es unter anderem, Vertreter der Geoinformationswirtschaft stärker mit potenziellen Anwendermärkten zu vernetzen und einen nachhaltigen Wissenstransfer in Gang zu setzen. Auch das Expertengespräch im Februar in Essen soll dazu beitragen.