PV-Potenzialanalysen und Machbarkeitsstudien - Fraunhofer ISE (2025)

Am Fraunhofer ISE führen wir Untersuchungen zu den Potenzialen von integrierter Photovoltaik und von PV-Freiflächenanlagen auf lokaler, regionaler und nationaler Ebene durch. Unser Ziel besteht darin, umfassende Erkenntnisse über die Möglichkeiten und Chancen der PV-Nutzung zu liefern und somit die Entscheidungsfindung bei der Installation von Photovoltaikanlagen zu unterstützen.

Flächenpotenzial berechnen

Die Berechnung des Solarenergiepotenzials erfolgt mithilfe geografischer Informationssysteme (GIS). Faktoren wie Sonneneinstrahlung, verfügbare Flächen, infrastrukturelle Bedingungen oder rechtliche Rahmenbedingungen werden mithilfe multikriterieller Entscheidungsanalysen erhoben und im GIS analysiert, um das Potenzial für die Installation zu bewerten. Durch genaue Ganzjahreseinstrahlungsanalysen werden die solare Einstrahlung und die Verschattung, verursacht durch Gebäude oder Vegetation, präzise berechnet und in die Potenzialanalyse einbezogen. Für jede geeignete Fläche wird sowohl der potenzielle Stromertrag und als auch die mögliche installierte Leistung in Kilowatt berechnet.

Unsere Services umfassen folgende PV-Anwendungen:

• PV-Gesamtkonzepte
• PV-Freiflächenanlagen
• Agri-Photovoltaik
• Schwimmende PV
• PV an Verkehrswegen
• Urbane PV, einschließlich Parkplatzüberdachungen
• Bauwerkintegrierte PV

Für alle dieser Anwendungen führen wir Machbarkeitsstudien durch.

Unser Ansatz besteht darin, ein umfassendes Gesamtkonzept für die Gemeinde und Städte zu entwickeln, das sowohl das Potenzial von Freiflächenanlagen als auch von integrierter PV-Technologie berücksichtigt. Durch die Anwendung der multikriteriellen Analyse können unterschiedliche Randbedingungen objektiv erfasst und in die Entscheidungsfindung einbezogen werden. Wir berücksichtigen nicht nur die technischen Aspekte, sondern auch wirtschaftliche, finanzielle und ökologische Faktoren. Auf diese Weise können Sie eine nachhaltige und zukunftsorientierte Energiewende in Ihrer Gemeinde vorantreiben und das volle Potenzial der Solarenergie auszuschöpfen.

Potenzialanalyse für PV-Gesamtkonzept anfordern

Bei der Suche nach geeigneten Arealen für PV-Freiflächenanlagen müssen verschiedene rechtliche Voraussetzungen, die raumordnerische Planung und der hohe Flächennutzungsdruck berücksichtigt werden. Eine wichtige Grundlage für die Identifizierung und Klassifizierung potenzieller Freiflächen bietet das »Digitale Landschaftsmodell« der Länder. Zur Entscheidungsfindung wird die Nähe zu Infrastruktur und Zielgebieten durch den Einsatz von Analytischen Hierarchieprozessen (AHP) berücksichtigt. Diese Methodik ermöglicht eine fundierte und systematische Bewertung der verschiedenen Standorte und unterstützt bei der Auswahl optimaler Flächen für PV-Freiflächenanlagen.

POTENZIALANALYSE FÜR PV-FREIFLÄCHENANLAGE ANFORDERN

Für dieAgri-Photovoltaik(Agri-PV) sind Potenzialberechnungen für verschiedene Anlagendesigns auf regionaler, sowie überregionaler Ebene möglich. Neben der Erfassung und Klassifizierung von Nutzungsrandbedingungen werden die landwirtschaftlichen Flächen charakterisiert und bewertet. Im Anschluss erfolgt eine Standortbewertung anhand verschiedener geografischer, rechtlicher und technischer Kriterien sowie eine flächenscharfe, relative Ertragsabschätzung.

Potenzialanalyse für Agri-PV-Anlage anfordern

Dieschwimmende Photovoltaik(Floating PV, FPV) hat in den letzten Jahren weltweit ein beeindruckendes Wachstum verzeichnet, wobei die installierte Leistung bis Ende 2023 zwischen 4,3 und 5,7 GW lag. In Deutschland stehen ausreichend geeignete Flächen auf künstlichen Seen zur Verfügung, insbesondere geflutete Tagebauflächen, Kiesgruben und teilweise Stauseen.

Eine Potenzialanalyse für Schwimmende Photovoltaik beginnt mit einer GIS-gestützten Eignungsbewertung des Areals. Dabei werden verschiedene Kriterien wie die Sonneneinstrahlung, Gewässertypen und örtliche Gegebenheiten berücksichtigt. Anschließend werden potenzielle Aufständerungsflächen identifiziert, unter Berücksichtigung lokaler Gegebenheiten wie Wassertiefe, Wasserqualität und Umweltvorschriften. Die Ergebnisse dieser Analyse liefern Informationen über die Eignung eines Standorts für Floating PV, einschließlich potenzieller Erträge, technischer Realisierbarkeit und rechtlicher Rahmenbedingungen.

Potenzialanalyse für FPV-Anlage anfordern

In Deutschland gibt es eine beträchtliche Anzahl von Lärmschutzwänden mit einer Länge von etwa 2.500 km und Lärmschutzwällen mit einer Länge von 1.300 km, die sich ideal für die Integration von Photovoltaik (Road Integrated PV, RIPV) eignen. Durch den Einsatz von GIS-Tools in Kombination mit Ertragssimulationen können hochauflösende räumliche Ertragsprognosen erstellt werden. Dabei werden verschiedene Aspekte berücksichtigt, wie beispielsweise die Integration in Neubauten oder die Nachrüstung in bestehenden Anlagen sowie die Erfüllung der Anforderungen an Lärm- undBlendschutz. Dies ermöglicht eine fundierte Bewertung des Potenzials und der Rentabilität solcher PV-Integrationen.

Potenzialanalyse für RIPV-Anlage anfordern

Urbane Photovoltaik (Urban PV, UPV) nutzt versiegelte Flächen in Städten und Gemeinden, um regenerativen Strom zu erzeugen und die Orte visuell ansprechend zu gestalten. Beispiele sind große Parkplätze, öffentliche Plätze oder Sportanlagen auf denen Photovoltaik als Schattenspender, in Kombination mit Licht, mit Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität oder Regenschutz installiert wird. Vorteile dieser Technologie liegen in der oftmals kurzen Anbindung zum Netzanschluss, sowie dem zusätzlichen Sonnen- und Witterungsschutz der Überdachungen.

Urbane PV-Installationen müssen hohe Anforderungen an Design und Funktionalität erfüllen und erfordern dadurch meist individuelle Lösungen. Herausforderungen dieser Technologie können höhere Verschattungseffekte durch umliegende Gebäude oder Bäume, besondere regulatorische Vorgaben, sowie höhere statische und baurechtliche Anforderungen hinsichtlich der Stabilität, mechanischen Belastung, Lärmabsorption oder der Reflexionseffekte der Systeme darstellen.

Für die Analyse des PV-Potenzials auf Parkplatzflächen wird zunächst ein Datensatz aller relevanten Untersuchungsflächen erstellt, basierend auf behördlich erhobenen oder frei verfügbaren Daten wie denen der OpenStreetMap-Datenbank. In einer Standorteignungsanalyse werden diese Flächen dann gemäß zuvor mit dem Auftraggeber abgestimmten Kriterien auf ihre Eignung für die Errichtung von Parkplatz-Photovoltaikanlagen geprüft. Dazu zählen Faktoren wie Verschattung, Neigung, Größe der Fläche und Distanz zum nächsten Stromnetzeinspeisepunkt. Nach Ausschluss der ungeeigneten Flächen erfolgt die Berechnung der technischen Leistungs- und Energiepotenziale, die sowohl für gesamte Parkplatzüberdachungen als auch für einzelne Stellplatzüberdachungen durchgeführt werden kann.

Potenzialanalyse für UPV-Anlage anfordern

Im urbanen Kontext stellt die Integration von Solarmodulen in die Gebäudehülle (Building-Integrated PV, BIPV) in der Regel das größte Potenzial zur Nutzung erneuerbarer Energien bereit. Auch großräumige Potenzialanalysen erfolgen dabei gebäudescharf.

Potenzialanalyse für BIPV-Anlage anfordern

In einer Machbarkeitsstudie wird abschließend ermittelt, ob ein PV-Kraftwerk am vorgesehenen Standort sinnvoll betrieben werden kann. Dabei fließen die Ergebnisse aus verschiedenen Analysen zu den lokalen Gegebenheiten wie Einstrahlung, Standort und Umwelteinflüssen sowie die technische Auslegung des PV-Kraftwerks ein. Eine wichtige Komponente der Studie ist auch die techno-ökonomische Abschätzung.

Die Rentabilität eines PV-Kraftwerks hängt maßgeblich von der Sonneneinstrahlung am Standort ab. Wir analysieren die solaren Ressourcen, indem wir Informationen verschiedener renommierter Datenanbieter nutzen. Diese Daten werden mit Informationen von lokalen Quellen wie Wetterdiensten und, sofern verfügbar, Bodenmessungen verglichen. Die Ertragssimulation erfolgt mithilfe des für diesen Einsatzzweck am Fraunhofer ISE entwickelten PV-Simulationstools Zenit. Zenit nutzt fortschrittliche Algorithmen und Modelle, um verschiedene Parameter wie die geografische Lage, die Ausrichtung und Neigung der Module, den Wirkungsgrad der Solarmodule und Wechselrichter sowie Wetterdaten wie Sonneneinstrahlung und Temperatur zu berücksichtigen.

Machbarkeitsstudie für PV-Anlage anfordern