Format: Analyse
Date: 3. November 2023

Solarstrom vom Dach

Eine interaktive Visualisierung des Photovoltaik-Potenzials auf Deutschlands Gebäuden

#Klimaneutrales Stromsystem

aicandy | Adobe Stock

Einleitung
Methode
Ausbauziele und Gesamtpotenzial
Genutztes und ungenutztes Potenzial
Dachgrößen verschiedener Gebäudenutzungskategorien
Potenzial nach Nutzungskategorie und Bundesland

Einleitung

Photovoltaik (PV)-Anlagen sollen in einem klimaneutralen Stromsystem 2035 in Deutschland ein Drittel des Stroms erzeugen; dazu ist eine Vervierfachung der aktuell installierten Leistung nötig. Dachflächenanlagen können einen erheblichen Beitrag zu diesem Ausbau leisten. Aber wie groß kann ihr Beitrag sein?

Die Kosten für PV-Dachanlagen sind zwar stark gesunken, die Anlagen sind aber wegen der aufwändigeren Montage und kleineren Ertragsflächen teurer als PV-Freiflächenanlagen. Eine Solarstrategie, die ausschließlich auf die Installationskosten blickt, würde den Ausbau daher auf große Freiflächen konzentrieren. Hier lassen sich Anlagen mit geringem Aufwand ebenerdig montieren. Der starke Ausbau von Freiflächen-Photovoltaik stößt jedoch immer öfter auf Akzeptanzprobleme und Flächennutzungskonflikte mit den berechtigten Anliegen der Landwirtschaft, des Naturschutzes und der Landschaftsgestaltung. Die Nutzung bereits versiegelter Flächen, insbesondere die Nutzung von Dachflächen, kann hier Abhilfe schaffen.

Um mehr Klarheit über den Beitrag von Dachflächen zum PV-Ausbau zu schaffen, hat Agora Energiewende die greenventory GmbH beauftragt, eine Luftbild- und KI-gestützte Analyse durchzuführen. Das Ergebnis ist ein Datensatz, der das Potenzial von Dächern für den Ausbau von Photovoltaik auf Postleitzahlen-Ebene differenziert nach Dachgrößen und Gebäudenutzung darstellt.

Methode

Im Fokus der Untersuchung stand das technische Potenzial der PV-Anlagen. Die Berechnung der PV-Potenziale erfolgte methodisch in drei Schritten:

Grundlage der Berechnungen war im ersten Schritt die Erfassung des gesamten Gebäudebestands sowie der Dachflächen in Deutschland. Dazu wurden OpenStreetMap-Daten mit weiteren Datensätzen zur Landnutzung und mit statistischen Gebäudeinformationen kombiniert.
Um vom Gebäudebestand und den Dachflächen auf die darauf installierbare PV-Leistung zu schließen, wurden Parameter zur Unterscheidung geeigneter und ungeeigneter Dachflächen bestimmt. Dazu wurden repräsentative Luftbildanalysen mit einem KI-Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von Dachflächen, Hindernissen und Bestandsanlagen eingesetzt. Mit den daraus abgeleiteten Parametern für z. B. Häufigkeit von Flachdächern, nutzbare Dachflächen-Anteile und Belegungsdichten wurden Hochrechnungen für ganz Deutschland durchgeführt.
Nach der Ermittlung der installierbaren Leistung wurden die Volllaststunden für die Dächer abhängig von der Solareinstrahlung der jeweiligen Region auf Postleitzahl-Ebene bestimmt. Damit lässt sich in Kombination mit der installierbaren Leistung das Stromerzeugungspotenzial berechnen.