Methodik und Erstellung - Solarpotenzialkataster

Der Solarpotenzialkataster basiert auf Daten der Luftbild-Befliegung von Wien aus dem Jahr 2019. Anhand von Bildmatching-Analysen der räumlich überlappenden Luftbilder wurde ein Oberflächenmodell im Raster von 25 Zentimetern berechnet, anhand dessen die Berechnungen zum Solarpotenzialkataster durchgeführt wurden.

Das Update 2022 hat die im Jahr 2019 erarbeiteten Daten als Grundlage genutzt und mittels erweiterter Methode in technische Potenziale überführt.

Solarpotenzialanalyse

Um die Frage nach dem idealen Standort von Solarkollektoren beantworten zu können, müssen folgende Standortfaktoren ausgewertet werden:

Illustration der Fern- und Nahverschattung eines Hausdaches anhand der Darstellung des Verlaufs der Sonne und der Sonnenstrahlen zu fünf Zeitpunkten mit den möglichen Schattenspendern Berggipfel, Kirchturm und Baum.
  • Ausrichtung der Dachfläche
  • Neigung der Dachfläche
  • Verschattung der Dachfläche durch Vegetation, Gebäude (Nahverschattung) oder Topographie (Fernverschattung)
  • Lokaler Globalstrahlungswert für Wien

Strahlungsmodell, Grundlagen und Berechnung

Die Strahlungsmodellierung für die Berechnung des Solarenergiepotenzials erfolgte aus dem Luftbild-basierten digitalen Oberflächenmodell (DOM) in 25 Zentimetern Rasterauflösung. Für die Fernverschattung wurde das digitale Geländemodell (DGM) der Umgebung Wiens in 1 Meter Rasterauflösung verwendet. Die eintreffende direkte und diffuse Sonnenstrahlung wurde als Totalstrahlung stündlich über ein astronomisches Jahr berechnet und zusätzlich anhand von meteorologischen Messwerten geeicht.

Aufbauend auf diesen Daten wurden ähnliche Farbpixel (Dachhaut) mittels Segmentierung zusammengefasst und Polygone gebildet. Ziel dieses Ansatzes war es, mögliche Störobjekte wie Kamine, SAT-Anlagen oder Aufbauten filtern zu können, was in vielen Fällen gelungen ist.

Für die Differenzierung zwischen Flachdach und Schrägdach wurde eine Slope-Analyse durchgeführt. Anschließend wurden die Einstrahlungswerte klassifiziert und Flächen mit niedrigen Einstrahlungswerten gefiltert.

Zur weiteren Anpassung der Potenzialflächen wurden Fallstudien (Neubauten, Altbauten, Wohnhäuser, Gewerbe) gebildet und eine praxisnahe Belegung mit den Analyse-Ergebnissen verglichen. Die dadurch errechneten Abschlagsfaktoren für Randbereiche, Dachfenster, sonstige Aufbauten, Verkehrswege und geometrisch nicht belegbare Flächen wurden für die Berechnung der geschätzten Anlagenleistung herangezogen.

Ergebnisse

Als Ergebnis liegt die Strahlungsenergie als Raster vor, in dem Strahlungen in kWh/m2 und Jahr ausgewiesen werden. Für jedes Gebäude in Wien können folgende wichtige Informationen für die mögliche Planung einer Solaranlage abgefragt werden, nämlich die Dachform (Schrägdach/Flachdach) die für Solarnutzung "mittel", "gut" oder "sehr gut" geeigneten Teile der Dachflächen und die geschätzte Anlagenleistung in kWh/m2 (Grundlage 380 Wp/Modul).

Erstellung

Im Frühjahr 2010 haben die Abteilungen Stadtvermessung (MA 41), Umweltschutz (MA 22) und die Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle (MA 39) beschlossen, eine flächendeckende Analyse des Solarenergiepotenzials auf Wiens Dächern erstmals durchzuführen. Die Untersuchung lieferte als Ergebnis das Solarenergiepotenzial pro Dachfläche. Das ist die Menge an Sonnenenergie, die im Laufe eines Jahres auf eine Dachfläche auftrifft. Ausgewiesen wird das Solarenergiepotenzial im Solarpotenzialkataster, der in der Online-Applikation Wien Umweltgut eingebettet ist.

Die aktuelle Version 2022 erfolgte darauf aufbauend nach einer neuen Methodik. Der Fokus lag auf das technisch umsetzbaren Potenzial für Photovoltaik.

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