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Wunder auf dem Dach

Eine Frage, auf die nicht jeder kommt, auf die eine Geoinformatik-Professorin aber eine erstaunliche Antwort fand: Wie viel Solar-Potenzial hat Osnabrück? Jetzt möchten ganz viele Städte über ihr Solar-Potenzial Bescheid wissen.




Osnabrück gilt nicht gerade als Schönwetter-Hochburg. 1433 Sonnenstunden pro Jahr hat der Deutsche Wetterdienst für die niedersächsische Stadt gezählt - 307 Stunden weniger als beim Spitzenreiter Freiburg im Breisgau. Für die Osnabrücker ist das, solar gedacht, aber kein Anlass zur Trübsal. Denn der private Stromverbrauch der 163 000 Einwohner ließe sich trotz Sonnenflaute komplett decken, würden alle geeigneten Hausdächer der Stadt mit Fotovoltaikmodulen belegt.

"Das hat selbst mich überrascht", sagt Martina Klärle. "Aktuell gewinnen die Osnabrücker erst 0,3 Prozent ihres privaten Strombedarfs aus Solarenergie." Die 41-jährige Professorin für Geoinformatik hat an der örtlichen Fachhochschule unter dem Projektnamen Sun-Area jene mathematische Formel entwickelt, die das Potenzial offenbaren half. Sie nutzte Laserscanner-Daten. Damit ließen sich Neigung und Ausrichtung der Dächer aller 70 000 Gebäude Osnabrücks berechnen und in Verbindung mit Wetterdaten auch die Verschattung durch Bauten und Bäume je nach Sonnenstand. "So lässt sich für jede Dachfläche errechnen, ob sie sich für die Nutzung von Solarenergie eignet, wie groß die mögliche Modulfläche sowie der zu erwartende jährliche Stromertrag wären", sagt Klärle. "Und das vollautomatisch."

Tatsächlich sorgen ein paar Klicks auf der Web-Seite der Stadt für Transparenz. Einfach Straße und Hausnummer eingeben schon zeigt ein interaktiver Stadtplan das gesuchte Dach, das je nach Solarertrag farblich markiert ist. Rot heißt, mindestens 95 Prozent der maximal möglichen Solarstrahlung lassen sich ernten (sehr gut); orangefarben, mindestens 81 Prozent, bedeutet gut; lachsfarben steht für "bedingt geeignet"; ein graues Dach zeigt: untauglich für Solaranlagen. Rund 27 500 Dächer in Osnabrück mit mehr als zwei Millionen Quadratmetern Gesamtfläche sind geeignet. "Das entspricht einem Stromertrag von knapp 250 Millionen Kilowattstunden jährlich", sagt Klärle. Und damit dem aktuellen Gesamtverbrauch der Stadt.

Schon in der Abschlussarbeit ihres Umweltstudiums hatte sie die Berechnung des Solar-Potenzials untersucht. "Da gab es die nötigen exakten Messungen und ausreichende Rechnerkapazität noch gar nicht", sagt die Forscherin. Als Professorin, ab 2004, wollte sie es genau wissen. Der erste Förderantrag wurde noch abgelehnt, wegen "fehlender Marktrelevanz". Doch ein Jahr später gab es aus Landesmitteln fast 83 000 Euro für Sun-Area.

Ihrem Team kam zugute, dass in Osnabrück die erforderlichen Daten bereits vorlagen. Die Stadt lässt Veränderungen in Landschaft und Bebauung seit Jahren von hochauflösenden Laserscannern dokumentieren: Vom Rumpf eines Flugzeuges aus vermessen die Geräte das Gelände dreidimensional. Die Luftbilder sollen bei Hochwasserschutz und der Stadtplanung helfen.

Klärle interessiert, was die aus der Vogelperspektive gesammelten 350 Millionen Höhenpunkte auf der 120 Quadratkilometer großen Stadtfläche über das solare Potenzial aussagen. "Mit manchen Rechenschritten war der Computer drei bis fünf Tage beschäftigt", sagt die Osnabrücker Ingenieurin Dorothea Ludwig, die das Projekt leitete.

Das Ergebnis überraschte auch Detlef Gerdts, den Leiter des Osnabrücker Fachbereichs Umwelt. Solar-Investoren können seit Jahren die Dächer städtischer Gebäude kostenlos nutzen. Das Interesse sei groß. Auch bei privaten Hausbesitzern würden die Daten zum "Umdenken führen, von dem alle profitieren": einerseits durch Erlöse aus der Einspeisung der Solarenergie ins Stromnetz oder der Verpachtung der Flächen an Investoren, andererseits durch Aufträge ans Handwerk. Gerdts: "Wir hoffen, dass in den Daten ein riesiges Motivationspotenzial steckt."

Die Hoffnungen der Stadt erfüllen sich, als sie Anfang 2008 die Forschungsergebnisse im Internet bereitstellt, als interaktiven Stadtplan aufbereitet. In nur wenigen Wochen werden 9000 Nutzer gezählt. Um die richtigen Adressaten zu erreichen, bietet die Stadt 200 Hauseigentümern mit besonders geeigneten Dächer eine kostenlose Beratung an - über die Funktion einer Solaranlage, Bauaufwand, Kosten, Finanzierungen. Knapp ein Drittel nimmt die Chance wahr. "Die Gespräche zeigten, wie groß die Unwissenheit noch ist", so Gerdts. Im Herbst 2008 hakt die Stadt erneut nach. Das Ergebnis: 35 der Beratenen, gut die Hälfte, wollen bis Ende 2009 eine Solaranlage installieren. Die meisten sind bereits in der konkreten Planung, bei einigen ist die Anlage sogar schon in Betrieb. Kämen alle geplanten Projekte zustande, sagt Gerdts, wäre "das eine Verdopplung der zuvor in 17 Jahren installierten Leistung. Rund elf Millionen Euro würden investiert, und das bei 20 000 Euro Beratungskosten - Wahnsinn."

Wie verführerisch der Erfolg ist, lässt sich nachweisen. Mehr als 150 Kommunen aus dem In- und Ausland haben sich bei den Osnabrücker Wissenschaftlern gemeldet, um ihr Solarenergie-Potenzial messen zu lassen. "Der Wissenstransfer war von Anfang an eingeplant", sagt Klärle, die inzwischen in Frankfurt lehrt. "Das Rechenmodell kann ohne Probleme auf die Datensätze anderer Städte eingestellt werden." Gelsenkirchen hat seine Ergebnisse unlängst ins Internet gestellt.