Das Potenzial unserer Dächer für die Solarenergiegewinnung erschließen

Die Sonne erzeugt unvorstellbare Mengen an Energie. Was in nur einer Sekunde entsteht, würde den Bedarf der gesamten Menschheit für 500.000 Jahre decken. Jede Stunde erreicht so viel Energie die Erde, dass man die Weltwirtschaft damit ein ganzes Jahr am Laufen halten könnte. Leider wird nur ein winziger Bruchteil dieser Energie genutzt. Wenn beispielsweise in den USA alle geeigneten Dächer mit Sonnenkollektoren ausgestattet wären, könnten damit 39 % des Energiebedarfs des Landes gedeckt werden. Wir sitzen also sozusagen auf – oder besser gesagt unter – einem riesigen Potenzial an Solarenergie.

Warum bleibt dieses Potenzial oft ungenutzt? Ein Grund hierfür ist die Infrastruktur: Das herkömmliche Stromnetz ist für erneuerbare Energien einfach nicht optimal ausgelegt. Zum anderen ist es auch ein Imageproblem: Viel zu viele Menschen halten eine eigene Solaranlage noch immer für teuren Luxus. Tatsächlich sind die Produktionskosten so niedrig wie nie und Solarstrom für den Eigenbedarf ist oft sogar günstiger als konventioneller Netzstrom.

Aber vor allem ist es ein Informationsproblem. Denn natürlich gibt es viele Fragen: von den Wetterbedingungen und der Sonnenlichtverteilung über die nutzbare Dachfläche, Winkel und Neigung bis hin zu den Kosten und staatlichen Förderangeboten. Leider sind die Antworten auf diese Fragen überall im Internet verstreut. So findet man in den USA manche Informationen etwa beim Energieministerium¹ und andere auf den Websites von Solarunternehmen. Der Weg zur Solarenergie ist bei Weitem nicht so einfach, wie er sein sollte – und könnte.

Aber vor einigen Jahren hatte Carl Elkin, Entwickler im Google-Büro in Cambridge, Massachusetts, eine Idee: Wenn man eine Reihe von Datensätzen kombinieren und dazu ein paar komplexe Berechnungen anstellen würde, könnte man für jede beliebige Adresse zuverlässig das Solarpotenzial der Dachfläche ermitteln.

Die Basis hierfür bilden die Satellitenbilder von Dächern in Google Earth. Diese Aufnahmen liefern ein digitales Oberflächenmodell, das die Ausrichtung eines Dachs (am besten ist Süden oder Südwesten), seinen Neigungswinkel sowie den Schatten umliegender Gebäude oder Bäume zeigt. Mit diesen Informationen lässt sich nachvollziehen, wie viel Sonnenlicht auf eine Dachfläche fällt. Dafür wird anhand von 3D-Geometrie die Position der Sonne im Tagesverlauf analysiert. Jetzt nur noch Wetterdaten hinzufügen, die Durchschnittswerte im Lauf eines Jahres berechnen, Sonnenlicht in Kilowattstunden umrechnen und fertig: Schon hat man das allgemeine Solarpotenzial ermittelt. Damit lässt sich in nur wenigen Schritten eine Kostenschätzung für eine Adresse erstellen.

Carl Elkin stellte die Idee seinen Kollegen vor und gewann zahlreiche Mitarbeiter aus fünf verschiedenen Büros dafür. "Die Resonanz war groß", erinnert sich Elkin. Im Laufe des Projekts kamen weitere Ideen dazu. Jetzt können mit Sunroof 20 unterschiedliche Szenarien berechnet werden. Verbraucher haben die Möglichkeit, Kosten und Nutzung individuell anzugeben, um ein noch genaueres Ergebnis zu erhalten.² Das Team setzte außerdem maschinelles Lernen ein, damit Sunroof zum Beispiel Dächer besser von Bäumen unterscheiden oder Sonnenlicht aus jedem Bereich des Himmels messen kann.

Sunroof verarbeitet ca. 1.000 Terabyte an Daten. Dazu gehören Höhe und Farbe von 43 Millionen Gebäuden, Wetterdaten sowie Informationen zu ca. 1.000 staatlichen und regionalen Förderungen und Hunderten örtlichen Stromtarifen.

In den letzten drei Jahren hat sich Sunroof für Carl Elkin und sein Team vom Teilzeitprojekt zum Vollzeitjob entwickelt. Die Plattform war mit dem Ziel gestartet, auf die Möglichkeiten der Solarenergie aufmerksam zu machen und die Verbraucher zu informieren. Jetzt können sich Interessierte darüber hinaus mit Solaranbietern in ihrer Region vernetzen. In den USA wird Sunroof für 43 Millionen Gebäude verwendet – also in mehr als 50 % aller Haushalte. Schon bald wird es sogar in allen 50 Bundesstaaten verfügbar sein.

Das Team möchte Sunroof gerne auch international anbieten und hat deshalb vor Kurzem Data Explorer ins Leben gerufen. Mit diesem Tool erhalten Wissenschaftler, Verbrauchervertreter und Entscheidungsträger umfassendere Daten zum Solarpotenzial und können so für einen flächendeckenderen Einsatz von Solaranlagen auf lokaler, regionaler und überregionaler Ebene werben.

In der Branche herrscht ein harter Wettbewerb, sodass die Kosten für die Kundenakquise ein großes Problem darstellen. Fast 44 % der Kosten eines Solaranlagenaufbaus fließen in die Gewinnung neuer Kunden.³ Daher werden Unternehmen auf Sunroof auch kostenlos empfohlen.⁴ Wir möchten dadurch einen Beitrag leisten und noch mehr Menschen auf das Potenzial, das in ihren Dächer steckt, aufmerksam machen.

Project Sunroof