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Photovoltaik-Geoinformationssystem (GIS)

PVGIS ist ein vom Joint Research Centre der Europäischen Kommission entwickeltes Tool zur Berechnung des Solarpotenzials und der Energieerträge von Photovoltaikanlagen, das geografische, meteorologische und anlagenspezifische Daten kombiniert, um optimale Standorte und Leistungsprognosen zu liefern. Die Datenbanken PVGIS-CMSAF und PVGIS-SARAH liefern präzise, satellitengestützte Einstrahlungswerte.Nutzer können Standort, Solarmodultyp, installierte Leistung und Ausrichtung der Anlage eingeben, um Erträge und Amortisationszeiten zu berechnen.Damit unterstützt PVGIS Anlagenplaner und Investoren bei der Entscheidungsfindung für Photovoltaikprojekte.
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    Bester Solarbetrieb Schleswig-Holsteins

    PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) ist ein webbasiertes Tool, das von der Europäischen Kommission Joint Research Centre (JRC) entwickelt wurde. Es dient zur Berechnung des Solarpotentials und der Energieerträge von Photovoltaikanlagen an verschiedenen Standorten in Europa, Afrika und Teilen Asiens. PVGIS integriert geographische Informationen, meteorologische Daten und technische Parameter von PV-Systemen, um Anlagenplanern, Investoren und Forschern dabei zu helfen, optimale Standorte für Photovoltaikanlagen zu ermitteln und deren Leistung zu prognostizieren. Der Service ist kostenlos.

    AspektBeschreibung
    DatenintegrationKombination von PV-Daten und Geodaten
    StandortanalyseBewertung von Solarenergiepotenzial an verschiedenen Standorten
    AnlagenplanungOptimierung der Planung von PV-Anlagen
    VisualisierungKartendarstellung von PV-Anlagen und relevanten Geodaten
    FlächenauswahlIdentifikation von geeigneten Flächen für PV-Anlagen
    UmweltaspekteBerücksichtigung von Umweltbelangen und Naturschutz
    ErtragsprognoseBerechnung von Erträgen und Wirtschaftlichkeit der PV-Anlagen
    GenehmigungsverfahrenUnterstützung bei bürokratischen Prozessen und Genehmigungen
    Erneuerbare EnergienFörderung der Nutzung von Solarenergie und Nachhaltigkeit
    Ein Screenshot eines Dashboards mit einem Geoinformationssystem (GIS)-Diagramm und einem Balkendiagramm.

    Datenbank und Inhalte

    Das Photovoltaik GIS arbeitet mit einer Datenbank, welche sämtliche Strahlungswerte über ein langjähriges Mittel auswertet und Standortgenau ausgibt. In der Datenbank stehen verschiedene Wertecluster, welche in unterschiedlicher Weise aufgenommen worden sind, zur Verfügung.
    Die wichtigsten sind hier die PVGIS-CMSAF und die PVGIS-SARAH. Die Werte dieser Datenbanken werden stündlich von einem Satelliten durchgeführt. Die einzelnen Berechnungen werden dann mittels eines Durchschnittswertes der letzten 20 Jahre erledigt. PVGIS-SARAH ist hier die neuere und genauere, da diese einzelne Faktoren vor Ort miteinbezieht. Mit der Datenbank ERA5 werden Daten für Südeuropa erfasst und die Datenbank COSMO liefert genaue Daten für Nordeuropa.

    Sämtliche Daten in diesen verschiedenen Datenbanken werden in der European Solar Test Installation (ESTI) des Joint-Research Centres der EU validiert. ESTI ist ein nach ISO 17025 akkreditiertes photovoltaisches Kalibrierlabor für sämtliche photovoltaischen Materialien.

    Innerhalb des Geoinformation-Tools besteht kostenloser und freier Zugang zu folgenden Inhalten:

    • Die Sonneneinstrahlung und Sonnentemperatur als Monatsdurchschnitt oder im Tagesprofil. Ebenso können Vollzeitreihen von stündlichen Werten und der dazugehörigen Solarleistung ausgegeben werden.
    • Das Stromerzeugungspotential für sämtliche Photovoltaiktechnologien
    • TMY-Daten für neuen verschiedenen Klimavariablen, welche dann für weitere Gebäudeenergieberechnungen exportiert und formatiert werden können. TMY steht hierbei für ein typical meteorlogical year.
    • Es können druckfertige Karten des solaren Ressourcen- und Photovoltaikpotenzials generiert werden. Diese Karten können in verschiedenen Maßstäben wie Land oder Region erzeugt werden.
      Weiterhin können anhand des internen Programms PVMAPS maßgeschneiderte Karten erzeugt werden.
    Ein Screenshot eines Diagramms, das die Ergebnisse einer Umfrage mithilfe von GIS zeigt.

    Berechnungen mit PVGIS

    Um Berechnungen an der eigenen Photovoltaikanlage durchzuführen, müssen bestimmte Daten bekannt sein.

    Standort

    Die Standortsuche läuft ähnlich zu der in gängigen Navigationssoftware wie Google Maps oder Karten von Apple. Durch ein Eingabefeld wird die Adresse eingegeben und ausgewählt. Alternativ kann die Position durch Suchen und Auswählen erfolgen.

    Daten zur Position der Solarmodule

    Vorerst muss angegeben werden, ob es sich um eine netzgekoppelte Anlage oder eine Inselanlage handelt. Durch den Upload eines Bildes des eigenen Horizonts werden Verschattungen mit einberechnet.

    Durch die Auswahl der jeweiligen Datenbank wird die Datengrundlage entschieden. Weiterhin ist die verwendete Solarzellentechnologie von essenzieller Bedeutung. Hier ist zwischen Siliziummodule, Dünnschichtmodule als CIS- oder CIGS-Solarzelle und Dünnschichtmodulen aus CdTe zu wählen. In der Regel werden die Solarzellen aus Silizium bestehen. In dieser Auswahlmöglichkeit sind monokristalline und polykristalline Solarzellen zusammengefasst.

    Ebenso wichtig ist hier die installierte Leistung. Diese Nennleistung wird in Kilowatt peak, kWp, angegeben. Der Systemloss Wert wird als Gegenteil des Wirkungsgrades in Prozent eingefügt. Standardmäßig sind hier 14 % vor eingetragen, dieser kann selbstverständlich selber abgeändert werden.

    Als Letztes ist die Position und Ausrichtung der einzelnen Solarmodule wichtig. Hier ist zunächst zu wählen, ob es sich um eine frei stehende Montage oder gebäudeintegrierte Montage handelt. Neben der Neigung in Grad ist auch der Azimut, also die Abweichung von der Ausrichtung nach Süden einzutragen. Das Programm kann ebenso Optimierungsvorschläge zur Position geben.

    Weiterhin kann die Software Strompreise berechnen und so die Amortisationszeit ausgeben. Hier sind als Eingangsgrößen der Preis der gesamten Anlage sowie der Montage, der Zinssatz bei einer Finanzierung sowie die Lebensdauer der Anlage einzugeben.

    Zusammenfassung

    Das PVGIS ist eine Möglichkeit, um den möglichen Ertrag der eignen Photovoltaikanlage zu berechnen. Durch die ausgedehnten Eingabemöglichkeiten und die sehr genauen Angaben zu den entsprechenden Flächen können hier sehr genaue Berechnungen erfolgen. So kann sehr einfach und kostenlos geprüft werden, ob es sich lohnt, Strom aus erneuerbaren Energien herzustellen.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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