Die Daten analysieren und Solarenergie auf einer Karte darstellen
Sie beginnen damit, sich mit den Daten und der Geographie vertraut zu machen. Erstellen Sie als Nächstes einen Raster-Layer, der darstellt, wie viel Solarenergie im Laufe eines typischen Jahres auf die Dachflächen der Gebäude in Glover Park trifft. Je mehr Solarenergie auf eine Dachfläche auftrifft, desto mehr Strom könnte von Solarkollektoren erzeugt werden.
Das Projekt öffnen
Zunächst laden Sie das Projekt herunter, das alle Daten für dieses Lernprogramm enthält, und öffnen es in ArcGIS Pro.
- Laden Sie die Datei Solar_in_Glover.zip herunter.
- Suchen Sie die heruntergeladene Datei auf Ihrem Computer.
Hinweis:
In den meisten Browsern werden heruntergeladene Dateien standardmäßig im Ordner "Downloads" gespeichert.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Datei, und extrahieren Sie sie in einem Speicherort, den Sie leicht wiederfinden, beispielsweise in einem Ordner auf dem Laufwerk C:.
- Öffnen Sie den Ordner Solar_in_Glover, und doppelklicken Sie auf Solar_in_Glover.aprx, um das Projekt in ArcGIS Pro zu öffnen.
- Wenn Sie dazu aufgefordert werden, melden Sie sich mit Ihrem ArcGIS-Konto an.
Hinweis:
Wenn Sie über keinen Zugriff auf ArcGIS Pro oder über kein ArcGIS-Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.
Das Projekt wird geöffnet.
Das Projekt enthält zwei Layer: DSM und Building_Footprints. Zunächst erkunden Sie den Layer DSM.
Der DSM-Layer, der standardmäßig aktiviert ist, stellt das Wohngebiet in Glover Park als digitales Oberflächenmodell (Digital Surface Model, DSM) dar. Im DSM wird die Höhe des Bodens und der Oberflächen-Features wie Gebäude und Bäume dargestellt. Dieses DSM ist ein Raster-Layer, der Daten in einer Tabelle darstellt, in der jede Zelle einen numerischen Wert enthält. Das DSM wird symbolisiert, sodass dunklere Zellen geringere und hellere Zellen größere Höhen aufweisen.
- Vergrößern Sie die Ansicht mit dem Mausrad, bis Sie die einzelnen Zellen sehen, aus denen das DSM-Raster besteht.
In diesem Raster repräsentiert jede Zelle eine Oberfläche von 0,5 x 0,5 Meter.
- Klicken Sie auf eine beliebige Zelle.
Dabei wird ein Pop-up angezeigt. Es enthält einen Wert, der die Höhe der ausgewählten Raster-Zelle (in Metern) darstellt. In dem Beispiel weist die markierte Zelle eine Höhe von ca. 96,6 Metern auf.
- Schließen Sie das Pop-up.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf DSM, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Die Karte navigiert zurück zur vollen Ausdehnung des Wohngebietes von Glover Park.
Einen Schummerungseffekt erstellen
Obwohl Muster im DSM die Positionen von Gebäuden und Vegetation andeuten, können Sie die Oberfläche besser visualisieren, indem Sie einen Schummerungseffekt erzeugen. Ein Schummerungs-Raster-Layer verwendet einen realistischen Schummerungseffekt für die Darstellung der Höhe. Sie erstellen einen solchen Layer mit der Raster-Funktion Schummerung.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Bilddaten. Klicken Sie in der Gruppe Analyse auf die Schaltfläche Raster-Funktionen.
Der Bereich Raster-Funktionen wird angezeigt.
Hinweis:
Raster-Funktionen sind Werkzeuge, die Berechnungen direkt auf die Pixelwerte eines Rasters anwenden, ohne dass die neuen Daten gespeichert werden müssen. Damit sind sie sehr effizient.
- Geben Sie im Bereich Raster-Funktionen im Suchfeld Schummerung ein. Klicken Sie in der Liste der Ergebnisse unter Oberfläche auf Schummerung.
Das Werkzeug Schummerung wird geöffnet.
- Wählen Sie für Raster die Option DSM aus. Übernehmen Sie alle anderen Standardwerte, und klicken Sie auf Neuen Layer erstellen.
Der Karte wird ein neuer Layer mit dem Namen Hillshade_DSM hinzugefügt. Für einen optimalen visuellen Effekt kombinieren Sie die Layer-Symbolisierung "Schummerung" und "DSM".
- Ziehen Sie im Bereich Inhalt den Layer DSM über den Layer Hillshade_DSM.
Der DSM-Layer ist auf eine Layer-Transparenz von 40 Prozent festgelegt. Beim Darstellen des DSM über der Schummerung sind beide Layer sichtbar.
- Vergrößern Sie die Ansicht mit dem Mausrad, bis Sie die Details der Landschaft sehen können.
Durch die realistische Schummerung des Schummerungs-Layers wurde ein 3D-Effekt hinzugefügt. Gebäude, Bäume und andere Oberflächen-Features sind besser unterscheidbar. Sie können auch zwischen Gebäuden unterscheiden, die Flachdächer oder Giebeldächer (geneigte Dachflächen) haben – für die Nutzung von Solarkollektoren auf dem Dach ein wichtiger Aspekt.
Hinweis:
Auch wenn der DSM-Layer mit einem farbigeren Farbverlauf symbolisiert werden kann, behalten Sie die Grautöne bei. Gedeckte Töne bilden einen guten Hintergrund, sodass die anderen Layer, die Sie im Rahmen dieses Lernprogramms erstellen, stärker im Mittelpunkt stehen.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf DSM, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus, um zum Stadtteil zurückzukehren.
Hinweis:
Der Schummerungs-Layer, den Sie mit einer Raster-Funktion erstellt haben, wird dynamisch berechnet und nicht auf die Festplatte geschrieben. Wenn Sie diesen also aus dem Bereich Inhalt entfernen, ist er nicht mehr vorhanden und muss neu erstellt werden.
Gebäude-Footprints erkunden
Das Projekt enthält einen Layer mit dem Namen Building_Footprints, der standardmäßig deaktiviert ist. Als Nächstes erkunden Sie diesen Layer.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt das Kontrollkästchen neben dem Layer Building_Footprints, um ihn zu aktivieren.
Der Layer enthält Umrisslinien jedes Gebäudes im Wohngebiet von Glover Park. Im Gegensatz zu den Layern "DSM" und "Hillshade", bei denen es sich um Raster handelt, ist dies ein Vektor-Layer, der räumliche Informationen in Form von Polygonen darstellt.
- Zoomen und schwenken Sie die Karte, um das Wohngebiet zu erkunden.
Wie Sie sehen, gibt es viele Gebäudetypen – von kleinen Einfamilienhäusern bis hin zu großen Gewerbebauten und mittelgroßen Mehrfamilienhäusern. In vielen Bereichen gibt es auch erheblichen Baumbestand, der sich ebenfalls auf die Erzeugung von Solarenergie auswirken kann.
- Kehren Sie zur vollen Ausdehnung des Viertels zurück.
- Klicken Sie auf der Symbolleiste für den Schnellzugriff auf die Schaltfläche Speichern, um das Projekt zu speichern.
Hinweis:
Möglicherweise werden Sie in einer Meldung gewarnt, dass Sie nach dem Speichern der Projektdatei in der aktuellen ArcGIS Pro-Version die Datei nicht mehr in einer früheren Version öffnen können. Wenn diese Meldung angezeigt wird, klicken Sie auf Ja, um fortzufahren.
Einen Sonneneinstrahlungs-Layer erstellen
Verwenden Sie das Werkzeug Sonneneinstrahlung (Raster), um einen Sonneneinstrahlungs-Layer zu erstellen. Dieses Werkzeug ist Bestandteil der Erweiterung "ArcGIS Spatial Analyst" und verwendet ein DSM als Eingabe. Es berechnet die Strahlung auf der Grundlage eines komplexen Modells, das die Sonnenposition über das ganze Jahr und zu verschiedenen Tageszeiten, Hindernisse wie etwa nahe gelegene Bäume oder Gebäude, die das Sonnenlicht blockieren können, sowie die Neigung und Ausrichtung der Oberfläche berücksichtigt. Weitere Informationen zur Modellierung der Sonneneinstrahlung finden Sie in der Hilfedokumentation unter Modellierung der Sonneneinstrahlung, Analysieren der Sonneneinstrahlung und Funktionsweise des Werkzeugs "Sonneneinstrahlung (Raster)".
Das DSM liefert die notwendigen Informationen über Hindernisse, Ausrichtung und Neigung. Die Ausgabe ist ein Raster-Layer, in dem jeder Zellwert die Menge der Sonneneinstrahlung in Kilowattstunden pro Quadratmeter (Wh/m2) für diese Position angibt.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Analyse in der Gruppe Geoverarbeitung auf Werkzeuge.
Daraufhin wird der Bereich Geoverarbeitung angezeigt.
- Suchen Sie das Werkzeug Sonneneinstrahlung (Raster), und öffnen Sie es.
- Legen Sie die folgenden Werkzeugparameter fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Oberflächen-Raster die Option DSM aus.
- Geben Sie für Ausgabe-Raster der Sonneneinstrahlung den Text Solar_Rad ein.
- Geben Sie für Startdatum und -uhrzeit das Datum 1/1/2025 ein.
- Geben Sie für Enddatum und -uhrzeit das Datum 12/31/2025.
- Wählen Sie für Zeitzone Eastern Normalzeit aus.
- Wählen Sie für Eingabe-Analysemaske die Option Buildings_Footprints aus.
- Stellen Sie sicher, dass für Zielgerät für Analyse die Option GPU dann CPU ausgewählt ist.
Das Werkzeug berechnet die Gesamtmenge der Sonneneinstrahlung für das Jahr 2025 für jedes Pixel innerhalb der Polygone des Gebäude-Layers. Die Eastern Normalzeit entspricht der Zeitzone für Washington, D.C. Das Werkzeug verwendet den GPU Ihres Computers, wenn dieser vorhanden ist, und andernfalls die CPU.
Hinweis:
Weitere Informationen zu GPU-Verarbeitung mit Spatial Analyst
- Klicken Sie auf Ausführen.
Nach einigen Minuten wir der Sonneneinstrahlungs-Layer angezeigt.
Da Sie den Layer Building_Footprints für die nächsten Schritte nicht benötigen, deaktivieren Sie ihn.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Building_Footprints, um ihn auszublenden.
- Vergrößern Sie den Ausschnitt, um die Dachflächen besser zu sehen.
Die Farben Rot und Orange zeigen höhere Mengen an Sonneneinstrahlung an, während Gelb- und Blautöne auf niedrigere Mengen hinweisen. (Die Zellen außerhalb des Polygons Building_Footprints wurden nicht berechnet. Sie haben den Wert NoData und werden nicht angezeigt.)
Nach Norden ausgerichtete Dachneigungen weisen Blau- und Gelbtöne auf, da auf sie tendenziell weniger Solarenergie einwirkt als auf die, die nach Süden weisen. Darüber hinaus trifft auf Dächer, die durch Bäume oder andere Gebäude verschattet werden, in einigen Fällen sehr wenig Solarenergie auf.
- Kehren Sie zur vollen Ausdehnung des Viertels zurück.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
In diesem Modul haben Sie die ursprünglichen Daten für das Projekt, einschließlich Höhendaten und Gebäude-Footprints, heruntergeladen, geöffnet und erkundet. Darüber hinaus haben Sie einen Layer für die Schummerung erstellt, um die Oberflächen des Wohngebietes Glover Park zu visualisieren. Anschließend haben Sie einen Raster-Layer für die Sonneneinstrahlung erstellt, um die jährliche Sonnenenergie, die auf die Dächer des Stadtteils einwirkt, abzubilden. Als Nächstes identifizieren Sie Dächer, die für die Nutzung von Solarkollektoren geeignet sind.
Geeignete Dächer identifizieren
Berücksichtigen Sie die folgenden drei Kriterien, um geeignete Dächer für die Nutzung von Solarkollektoren zu identifizieren:
- Geeignete Dächer dürfen eine Neigung von maximal 45 Grad aufweisen, da es schwierig ist, Solarkollektoren auf Dächern mit einer starken Neigung zu montieren. Sie müssen einen Neigungs-Raster-Layer erstellen, um die Dachneigung zu bestimmen.
- Geeignete Dächer sollten mindestens 800 kWh/m2 Sonneneinstrahlung aufnehmen. Sie können dieses Kriterium anhand des Raster-Layers für Sonneneinstrahlung überprüfen.
- Geeignete Dächer sollten nicht nach Norden ausgerichtet sein, da nach Norden weisende Dächer in der nördlichen Hemisphäre weniger Sonnenlicht erhalten. Sie müssen einen Raster-Layer für die Ausrichtung erstellen, um die Dachausrichtung zu bestimmen.
Einen Neigungs-Layer erstellen
Erstellen Sie zunächst mit dem Werkzeug Oberflächenparameter einen Neigungs-Raster-Layer auf Grundlage des DSM.
- Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück.
- Suchen Sie das Werkzeug Oberflächenparameter (Spatial Analyst Tools), und öffnen Sie es.
- Legen Sie die folgenden Werkzeugparameter fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Oberflächen-Raster die Option DSM aus.
- Geben Sie für Ausgabe-Raster die Zeichenfolge Slope_DSM ein.
- Stellen Sie sicher, dass für Eingabe-Analysemaske die Option DSM ausgewählt ist.
- Stellen Sie sicher, dass für Parametertyp die Option Neigung ausgewählt ist.
Die anderen Parameter, die bestimmen, wie eine Neigung gemessen und berechnet wird, müssen nicht geändert werden.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Das Werkzeug wird ausgeführt, und der neue Raster-Layer wird der Karte hinzugefügt.
Jede Zelle in diesem Layer enthält einen Neigungswert, der im Bereich von 0 bis 90 Grad liegt. Die gelben und hellgrünen Farbtöne stellen stärkere Neigungen dar, die violetten und dunkelblauen Farbtöne weisen auf schwächere Neigungen hin.
Einen Ausrichtungs-Layer erstellen
Erstellen Sie einen Ausrichtungs-Raster-Layer mit dem Werkzeug Oberflächenparameter, um die Ausrichtung der Dächer zu bestimmen.
- Legen Sie im Bereich des Werkzeugs Oberflächenparameter die folgenden Parameter fest:
- Behalten Sie für Eingabe-Oberflächen-Raster die Option DSM bei.
- Geben Sie für Ausgabe-Raster den Namen Aspect_DSM ein.
- Behalten Sie für Eingabe-Analysemaske die Option DSM bei.
- Wählen Sie für Parametertyp die Option Ausrichtung aus.
Die Methode, mit der das Werkzeug die Ausrichtung berechnet, muss nicht geändert werden.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Das Werkzeug wird ausgeführt, und das neue Raster wird der Karte hinzugefügt.
Jede Zelle enthält einen Wert, der die Ausrichtung in Grad angibt, wobei 0, 90, 180 und 270 jeweils für absoluten Norden, Osten, Süden und Westen stehen.
Hinweis:
Es ist möglich, die Layer für Neigung und Ausrichtung früher im Workflow zu generieren und sie als optionale Eingabe im Werkzeug Sonneneinstrahlung (Raster) (unter Topographische Parameter) zu verwenden. Dies wird die Performance verbessern, da das Werkzeug die Werte für Neigung und Ausrichtung nicht mehr on-the-fly berechnen muss. Diese Methode ist besonders hilfreich, wenn Sie mit einer großen Ausdehnung arbeiten.
Flächen mit großen Neigungen entfernen
Verwenden Sie als Nächstes die Raster-Layer, um Flächen zu finden, die die Kriterien für die Nutzung von Solarkollektoren erfüllen. Entfernen Sie zuerst im Sonneneinstrahlungs-Raster-Layer die Flächen, die eine Neigung von mehr als 45 Grad aufweisen.
Alle Raster-Layer verwenden das gleiche Zellengitternetz. Aus diesem Grund können Sie die Werte in den Layern für die Sonneneinstrahlung und Neigung vergleichen. Erstellen Sie im Werkzeug If-Else-Bedingungen einen Ausdruck, der überprüft, ob der jeweilige Neigungswert kleiner als oder gleich 45 ist. Wenn eine Zelle eine Neigung von mehr als 45 Grad aufweist, wird ihr Wert im Ausgabe-Layer in NoData geändert. Andernfalls wird der Zelle der entsprechende Sonneneinstrahlungswert zugewiesen. Das Ergebnis ist ein Sonneneinstrahlungs-Raster-Layer, der keine Neigungen von mehr als 45 Grad berücksichtigt.
- Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück.
- Suchen Sie nach dem Werkzeug If-Else-Bedingungen, und öffnen Sie es.
- Wählen Sie im Bereich des Werkzeugs If-Else-Bedingungen für Eingabe-Bedingungs-Raster Slope_DSM aus. Erstellen Sie unter Ausdruck den Ausdruck Wobei gilt: VALUE ist kleiner als oder gleich 45.
Dieser Ausdruck wird auf jede Zelle im Neigungs-Raster angewendet. Wenn eine Zelle einen Wert kleiner oder gleich 45 aufweist, wird diese Zelle als true (wahr) angesehen. Andernfalls wird die Zelle als false (falsch) betrachtet.
Wählen Sie als Nächstes den Raster-Layer aus, der die Ausgabezellenwerte für Zellen bereitstellt, die als true (wahr) angesehen werden. Da Sie das Sonneneinstrahlungspotenzial der Dächer berechnen möchten, müssen im Ausgabe-Layer die Zellenwerte der Sonneneinstrahlung verwendet werden.
- Wählen Sie unter Eingabe-Raster oder Eingabe-Wert, wenn Bedingung WAHR die Option Solar_Rad aus.
Für die "false"-Zellenwerte können Sie wahlweise ein Raster-Layer auswählen oder einen konstanten Wert festlegen. Sie geben diesen Parameter jedoch nicht an, damit falschen Zellen der Wert NoData zugewiesen wird.
- Ändern Sie unter Ausgabe-Raster den Ausgabenamen in Solar_Rad_S (dabei steht "S" für "Slope", also die Neigung).
- Klicken Sie auf Ausführen.
Das neue Raster wird der Karte hinzugefügt. Bevor Sie den neuen Layer erkunden, deaktivieren Sie einige andere Layer, um die Kartenansicht übersichtlicher zu machen.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt die Kontrollkästchen neben Aspect_DSM und Slope_DSM, um diese Layer zu deaktivieren.
Um im Bereich Inhalt etwas Platz zu schaffen, blenden Sie auch die Legenden für diese Layer aus.
- Klicken Sie auf die Pfeile neben Aspect_DSM und Slope_DSM, um sie auszublenden.
Als Nächstes ändern Sie die Symbolisierung des Layers Solar_Rad_S, damit er mit dem Layer Solar_Red übereinstimmt.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt auf den Layer-Farbverlauf Solar_Rad_S, um den Bereich Symbolisierung zu öffnen.
- Klicken Sie im Bereich Symbolisierung auf die Schaltfläche "Optionen", und wählen Sie Aus Layer importieren aus.
- Vergewissern Sie sich im Bereich des Werkzeugs Symbolisierung aus Layer anwenden, dass für Eingabe-Layer der Layer Solar_Rad_S ausgewählt ist. Wählen Sie für den Symbolisierungs-Layer Solar_Rad aus und klicken Sie auf Ausführen.
Der Layer Solar_Rad_S wird mit der neuen Symbolisierung dargestellt. Sie verwenden nun das Werkzeug Vergleichen, um die beiden Layer zu vergleichen.
- Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass die Layer Solar_Rad und Solar_Rad_S aktiviert sind. Klicken Sie auf den Layer Solar_Rad, um ihn auszuwählen.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Vergleichen auf Ausblenden.
- Vergrößern Sie die Ansicht mit dem Mausrad, um einige der Gebäude im Detail anzuzeigen.
- Ziehen Sie den Schieberegler zum Ausblenden von oben nach unten, um den Layer Solar_Rad abzulösen und zu sehen, welche Flächen im Layer Solar_Rad_S entfernt wurden.
Die entfernten Flächen sind Dachflächen mit Neigungen von mehr als 45 Grad.
Hinweis:
Um während des Vergleichs weitere Flächen zu erkunden, können Sie die Ansicht mit dem Mausrad verkleinern und wieder vergrößern. Zum Schwenken können Sie die Taste C drücken und ziehen.
- Kehren Sie zur vollen Ausdehnung des Viertels zurück.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
Flächen mit geringer Sonneneinstrahlung entfernen
Überprüfen Sie als Nächstes das zweite Kriterium für die Eignung von Dächern. Dachflächen sollten für die Nutzung von Solarkollektoren mindestens 800 kWh/m2 Sonneneinstrahlung aufnehmen. Verwenden Sie das Werkzeug If-Else-Bedingungen im Layer Solar_Rad_S, um alle verbleibenden Flächen mit geringer Sonneneinstrahlung zu entfernen.
Sie öffnen den Bereich Verlauf, um leicht auf das Werkzeug If-Else-Bedingungen zugreifen zu können.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Analyse in der Gruppe Geoverarbeitung auf Verlauf.
Im Bereich Verlauf werden alle Werkzeuge angezeigt, die sie bislang verwendet haben.
- Doppelklicken Sie im Bereich Verlauf auf das Werkzeug If-Else-Bedingungen, um es erneut zu öffnen.
- Legen Sie im Bereich des Werkzeugs If-Else-Bedingungen die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Bedingungs-Raster den Layer Solar_Rad_S aus.
- Ändern Sie unter Ausdruck den Ausdruck in Wobei gilt: VALUE ist größer als oder gleich 800.
- Wählen Sie unter Eingabe-Raster oder Eingabe-Wert, wenn Bedingung WAHR die Option Solar_Rad_S aus.
- Ändern Sie den Ausgabenamen für Ausgabe-Raster in Solar_Rad_S_HS ("HS" steht für "High Solar", also hohe Sonneneinstrahlung).
- Klicken Sie auf Ausführen.
Der neue Raster-Layer wird der Karte hinzugefügt. Symbolisieren Sie ihn wie die anderen Sonneneinstrahlungs-Layer.
- Klicken Sie unten im Bereich Geoverarbeitung auf die Registerkarte Verlauf, um zu diesem Bereich zurückzukehren.
- Klicken Sie im Bereich Verlauf auf Symbolisierung aus Layer anwenden.
- Wählen Sie im Bereich des Werkzeugs Symbolisierung aus Layer anwenden für Eingabe-Layer den Layer Solar_Rad_HS aus, und stellen Sie sicher, dass für den Symbolisierungs-Layer der Layer Solar_Rad ausgewählt ist. Klicken Sie auf Ausführen.
Die Symbolisierung wird auf den Layer angewendet.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt Solar_Rad. Klicken Sie auf den Layer Solar_Rad_S, um ihn auszuwählen.
- Klicken Sie ggf. auf dem Menüband auf der Registerkarte Raster-Layer auf Vergleichen.
Hinweis:
Das Werkzeug Vergleichen sollte noch von Ihrer früheren Verwendung aktiviert sein.
- Überprüfen Sie mit dem Werkzeug Vergleichen, inwiefern sich die Layer Solar_Rad_S und Solar_Rad_S_HS unterscheiden.
Es wurden weitere ungeeignete Flächen entfernt. Auf diesen Flächen wirkte nur eine geringe Sonneneinstrahlung ein, weshalb sie sich nicht für die Nutzung von Solarkollektoren eignen.
- Kehren Sie zur vollen Ausdehnung des Viertels zurück.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
Flächen entfernen, die nach Norden ausgerichtet sind
Das dritte Kriterium für die Eignung von Dächern ist, dass die Dachflächen nicht nach Norden ausgerichtet sind. In der nördlichen Hemisphäre werden nach Norden ausgerichtete Flächen wahrscheinlich weniger Sonneneinstrahlung aufnehmen als Flächen, die in die anderen Himmelsrichtungen weisen. (In der südlichen Hemisphäre erhalten nach Süden ausgerichtete Flächen die geringste Sonneneinstrahlung.)
Viele der nach Norden ausgerichteten Dachflächen wurden bereits entfernt, als Sie die Flächen mit geringer Sonneneinstrahlung entfernten, einige sind jedoch erhalten geblieben. Basierend auf der Legende Aspect_DSM weisen nach Norden ausgerichtete Neigungen einen Wert von weniger als 22,5 Grad oder mehr als 337,5 Grad auf. Sie möchten außerdem annähernd flache Neigungen unabhängig von ihrer Ausrichtung beibehalten. Bei annähernd flachen Dächern spielt ihre Ausrichtung für Solarkollektoren keine Rolle. Im Rahmen dieser Analyse gelten Neigungen bis maximal 10 Grad als flach oder annähernd flach.
Um beide Bedingungen zu erfüllen, verwenden Sie sowohl Aspect_DSM als auch Slope_DSM. Führen Sie das Werkzeug If-Else-Bedingungen zweimal aus, zuerst um Flächen mit geringer Neigung zu bestimmen und dann um Flächen zu bestimmen, die nach Norden ausgerichtet sind.
- Wechseln Sie zum Bereich Verlauf, und klicken Sie auf If-Else-Bedingungen (eine der beiden Instanzen).
- Legen Sie im Bereich des Werkzeugs If-Else-Bedingungen die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Bedingungs-Raster die Option Slope_DSM aus.
- Bilden Sie den Ausdruck Wobei gilt: VALUE ist kleiner als oder gleich 10.
- Wählen Sie unter Eingabe-Raster oder Eingabe-Wert, wenn Bedingung WAHR die Option Solar_Rad_S_HS aus.
- Ändern Sie unter Ausgabe-Raster den Ausgabenamen in Solar_Rad_Low_Slope.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Der neue Raster-Layer wird der Karte hinzugefügt. Führen Sie das Werkzeug If-Else-Bedingungen ein zweites Mal aus, um nach Norden ausgerichtete Oberflächen zu bestimmen. Nach Norden weisende Neigungen weisen einen Wert von weniger als 22,5 oder mehr als 337,5 auf. Für den Ausdruck sind zwei Klauseln erforderlich, um diese beiden Bedingungen zu erfüllen.
- Legen Sie im Bereich des Werkzeugs If-Else-Bedingungen die folgenden Parameter fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Bedingungs-Raster die Option Aspect_DSM aus.
- Bilden Sie den Ausdruck Wobei gilt: VALUE ist kleiner als oder gleich 22,5.
- Klicken Sie auf Klausel hinzufügen, und erstellen Sie den zweiten Ausdruck Und VALUE ist kleiner als 337,5.
- Vergewissern Sie sich, dass unter Eingabe-Raster oder Eingabe-Wert, wenn Bedingung WAHR die Option Solar_Rad_S_HS ausgewählt ist.
- Wählen Sie unter Eingabe-Raster oder Eingabe-Wert, wenn Bedingung FALSCH Solar_Rad_Low_Slope aus.
- Geben Sie für Ausgabe-Raster die Zeichenfolge Solar_Rad_S_HS_NN ein. ("NN" steht für "No North", also nicht nach Norden ausgerichtet).
Wie zuvor verwenden Sie Solar_Rad_S_HS als True-Raster, fügen jetzt aber den Layer Solar_Rad_Low_Slope als False-Raster hinzu. Auf diese Weise werden die False-Zellen (also die, die nach Norden weisen) durch Werte aus dem Layer für geringe Neigung ersetzt. Der Ausgabe-Layer enthält sowohl Flächen, die nicht nach Norden ausgerichtet sind, als auch Flächen mit geringer Neigung.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Der neue Raster-Layer wird der Karte hinzugefügt. Symbolisieren Sie ihn wie die anderen Sonneneinstrahlungs-Layer.
- Wechseln Sie zum Bereich Verlauf, und klicken Sie auf Symbolisierung aus Layer anwenden.
- Wählen Sie im Bereich des Werkzeugs Symbolisierung aus Layer anwenden für Eingabe-Layer den Layer Solar_Rad_HS_NN aus, stellen Sie sicher, dass für den Symbolisierungs-Layer der Layer Solar_Rad ausgewählt ist, und klicken Sie auf Ausführen.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt die Layer Solar_Rad_Low_Slope und Solar_Rad_S. Wählen Sie den Layer Solar_Rad_S_HS aus.
- Überprüfen Sie mit dem Werkzeug Vergleichen, inwiefern sich die Layer Solar_Rad_S_HS und Solar_Rad_S_HS_NN unterscheiden.
Da bereits viele nach Norden ausgerichtete Oberflächen beim Entfernen von Flächen mit geringer Sonneneinstrahlung entfernt wurden, ist der Unterschied zwischen diesen Layern nicht gravierend. Es wurden jedoch durchaus einige Flächen entfernt, und der Layer Solar_Rad_S_HS_NN enthält nur die für Solarkollektoren geeigneten Dachflächen.
Hinweis:
Für die tatsächliche Nutzung von Solarkollektoren müsste jedes Dach genauer betrachtet werden, für die Zwecke dieser Analyse ist diese Annäherung allerdings ausreichend.
- Wenn Sie mit dem Erkunden fertig sind, klicken Sie im Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Navigieren auf Erkunden, um das Werkzeug Vergleichen zu deaktivieren.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Solar_Rad_S_HS.
Der Klarheit halber benennen Sie den Layer Solar_Rad_S_HS_NN um.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt zweimal auf Solar_Rad_S_HS_NN. Einmal, um den Layer auszuwählen und zum zweiten Mal, um in den Bearbeitungsmodus zu wechseln, geben Sie dann Suitable_Cells ein, und drücken Sie die Eingabetaste.
- Kehren Sie zur vollen Ausdehnung des Viertels zurück.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
In diesem Modul haben Sie ausgehend vom ursprünglichen Sonneneinstrahlungs-Raster alle Flächen entfernt, die für Solarkollektoren ungeeignet sind. Sie verfügen nun über ein geeignetes Oberflächen-Raster für die weitere Analyse.
Energie pro Gebäude berechnen
Ihre Karte zeigt, wie viel Sonneneinstrahlung auf jede geeignete Raster-Zelle trifft. In diesem Modul aggregieren Sie diese Daten, um zu bestimmen, wie viel Sonneneinstrahlung in einem typischen Jahr auf jedes Gebäude trifft. Anschließend konvertieren Sie die Sonneneinstrahlung in das Potenzial zur Erzeugung elektrischer Energie und untersuchen die Ergebnisse.
Zellen nach Gebäude aggregieren
Als Erstes berechnen Sie für jedes Gebäude die Fläche in m2, die von den geeigneten Zellen bedeckt ist, und deren durchschnittliche Sonneneinstrahlung in kWh/m2. Dazu verwenden Sie das Werkzeug Zonale Statistiken als Tabelle.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt die Layer DSM und Hillshade_DSM. Aktivieren Sie den Layer Building_Footprints.
Das Werkzeug Zonale Statistiken als Tabelle sucht in jedem Gebäudegrundriss-Polygon nach geeigneten Zellen und aggregiert die enthaltenen Zellen.
- Klicken Sie ggf. auf dem Menüband der Registerkarte Analyse auf Werkzeuge, um den Bereich Geoverarbeitung zu öffnen. Klicken Sie ggf. im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück.
- Suchen Sie das Werkzeug Zonale Statistiken als Tabelle, und öffnen Sie es.
- Legen Sie im Bereich des Werkzeugs Zonale Statistiken als Tabelle die folgenden Parameterwerte fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Raster- oder -Feature-Zonen-Daten den Eintrag Building_Footprints aus.
- Stellen Sie sicher, dass für Zonenfeld die Option Building_ID ausgewählt ist.
- Wählen Sie für Eingabe-Werte-Raster die Option Suitable_Cells aus.
- Geben Sie für Ausgabetabelle den Text Solar_Rad_Table ein.
- Wählen Sie für Statistiktyp die Option Mittelwert aus.
Das Feld Building_ID ist eine eindeutige Kennung für jeden Gebäude-Footprint. Indem Sie dieses Feld als Zonenfeld verwenden, stellen Sie sicher, dass die einzelnen Gebäudegrundrisse eindeutig bestimmt werden.
Sie können mehrere Arten von Statistiken berechnen. Berechnen Sie den Mittelwert, um die durchschnittliche Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter für die einzelnen Gebäude zu bestimmen.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Wenn die Ausführung des Werkzeugs beendet ist, wird die neue Tabelle unten im Bereich Inhalt unter Standalone-Tabellen hinzugefügt.
Tipp:
Der Bereich Inhalt enthält viele Layer, möglicherweise müssen Sie nach unten blättern, um die Tabelle anzuzeigen.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Solar_Rad_Table, und wählen Sie Öffnen aus.
Die Tabelle wird geöffnet.
- Prüfen Sie die Inhalte der Tabelle.
- Jede Zeile steht für ein Gebäude, das eindeutig durch die Building_ID identifiziert ist.
- COUNT gibt die Anzahl der geeigneten Zellen für das jeweilige Gebäude an.
- AREA enthält die Fläche in m2, die von geeigneten Zellen bedeckt ist.
- MEAN enthält die durchschnittliche Sonneneinstrahlung in kWh/m2, die diese Zellen erhalten.
Da es sich um eine Standalone-Tabelle handelt, ist sie nicht mit den räumlichen Daten auf Ihrer Karte verbunden. Sie verbinden die relevanten Felder AREA und MEAN mit dem Layer Building_Footprints. Dazu verwenden Sie das Werkzeug Feld verbinden. Als Abgleichfeld für diese Verbindung dient das Feld Building_ID.
- Schließen Sie die Tabelle.
- Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Navigieren Sie zum Werkzeug Feld verbinden, und öffnen Sie es.
- Legen Sie im Bereich des Werkzeugs Join-Feld die folgenden Werte fest:
- Wählen Sie für Eingabetabelle den Eintrag Building_Footprints aus.
- Wählen Sie für Eingabefeld das Feld Building_ID aus.
- Wählen Sie als Join-Tabelle die Tabelle Solar_Rad_Table aus.
- Wählen Sie für Join-Feld das Feld Building_ID aus.
- Wählen Sie unter Felder übertragen die Option AREA aus.
- Wählen Sie dann für die als Zweites angezeigte Dropdown-Liste unter Felder übertragen die Option MEAN aus.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Der Vorgang wird innerhalb weniger Augenblicke abgeschlossen.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Building_Footprints, und wählen Sie Attributtabelle aus.
Die Felder AREA und MEAN wurden am Ende der Tabelle hinzugefügt.
- Schließen Sie die Tabelle.
Geeignete Gebäude finden
Nun, da Sie die Größe der geeigneten Fläche auf den einzelnen Gebäudedächern kennen, wenden Sie ein letztes Kriterium an, um die Eignung für Solarkollektoren zu bestimmen. Wenn ein Gebäude über weniger als 30 Quadratmeter geeignete Dachoberfläche verfügt, gilt im Rahmen dieser Analyse, dass es in der Regel nicht für die Installation von Solarkollektoren geeignet ist, da sich die Investition nicht lohnt. Wählen Sie mit dem Werkzeug Layer nach Attributen auswählen Gebäude aus, die über eine ausreichend große geeignete Dachoberfläche verfügen.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Auswahl auf Nach Attributen auswählen.
- Legen Sie im Fenster Nach Attributen auswählen die folgenden Parameter fest:
- Stellen Sie sicher, dass für Eingabezeilen der Eintrag Building_Footprints ausgewählt ist.
- Für Auswahltyp muss Neue Auswahl gewählt sein.
- Erstellen Sie unter Ausdruck den Ausdruck Wobei gilt: AREA ist größer als oder gleich 30.
- Klicken Sie auf OK.
Die Auswahl wird angewendet. Es werden zahlreiche Gebäude ausgewählt (zyanfarben), einige Gebäude jedoch nicht.
- Prüfen Sie am unteren Rand der Karte unter Ausgewählte Features die genaue Anzahl.
Hinweis:
Die Anzahl an ausgewählten Gebäuden unterscheidet sich möglicherweise leicht von der im Beispielbild.
- Vergrößern Sie die Ansicht, um einige der Gebäude im Detail anzuzeigen.
Viele der nicht ausgewählten Gebäude sind sehr klein, wie z. B. Gartenhäuschen. Andere Gebäude sind zwar größer, verfügen jedoch nicht über geeignete Oberflächen für Solarkollektoren, möglicherweise aufgrund von Schatten, die durch benachbarte Bäume oder andere Gebäude entstehen.
- Kehren Sie zur vollen Ausdehnung des Viertels zurück.
Exportieren Sie die ausgewählten Gebäude in eine neue Feature-Class.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Building_Footprints, zeigen Sie auf Daten, und wählen Sie Features exportieren aus.
- Stellen Sie sicher, dass im Fenster Features exportieren unter Eingabe-Features der Eintrag Building_Footprints ausgewählt ist. Geben Sie unter Ausgabe-Feature-Class den Text Suitable_Buildings ein.
Hinweis:
Die Option Die ausgewählten Datensätze verwenden ist aktiviert, wodurch sichergestellt wird, dass nur die aktuell ausgewählten Gebäude in den neuen Layer kopiert werden.
- Klicken Sie auf OK.
Der neue Layer wird erstellt und zur Karte hinzugefügt.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den ursprünglichen Layer Building_Footprints.
Ihnen liegt nun eine Karte aller geeigneten Gebäude vor sowie die jeweils geeignete Gebäudefläche und deren durchschnittliche Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter.
Ein Feld für Sonneneinstrahlung erstellen
Anschließend erstellen Sie ein Feld in der Attributtabelle Suitable_Buildings. Dieses Feld enthält die Gesamtmenge der Sonneneinstrahlung, die pro Jahr auf die Nutzfläche jedes Gebäudes trifft. Berechnen Sie dieses Feld, indem Sie die Nutzfläche jedes Gebäudes mit der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter multiplizieren. Um zu vermeiden, dass die Zahlen zu groß werden, konvertieren Sie die Sonneneinstrahlung von Kilowattstunden in Megawattstunden, indem Sie den Wert durch 1.000 dividieren. Die entsprechende Formel lautet: (Area * Mean) / 1000.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Suitable_Buildings, und wählen Sie Attributtabelle aus.
- Klicken Sie auf dem Menüband der Attributtabelle auf die Schaltfläche Feld hinzufügen.
Die Ansicht Felder wird geöffnet. In dieser Ansicht können Sie vorhandene Felder bearbeiten oder neue Felder hinzufügen.
- Geben Sie in der letzten Zeile der Ansicht "Felder" für Feldname den Namen Usable_SR_MWh ein. Wählen Sie für Datentyp die Option Double aus.
Hinweis:
Der Datentyp Double ist für die Speicherung von Dezimalwerten konzipiert.
In dem Feld sollen alle Werte auf 2 Dezimalstellen gerundet werden.
- Doppelklicken Sie auf die leere Zelle für Zahlenformat, und doppelklicken Sie auf die Schaltfläche Anzeigeformatierung für numerische und Datumsfeldtypen festlegen.
Das Fenster Zahlenformat wird angezeigt.
- Wählen Sie im Fenster Zahlenformat für Kategorie die Option Numerisch aus. Geben Sie unter Runden für Dezimalstellen die Zahl 2 ein.
- Klicken Sie auf OK.
- Klicken Sie im Menüband auf der Registerkarte Felder in der Gruppe Änderungen verwalten auf Speichern.
Das Feld wird gespeichert und der Attributtabelle hinzugefügt.
- Klicken Sie auf die Registerkarte Suitable_Buildings, um zur Attributtabelle zurückzukehren.
Derzeit handelt es sich bei den Werten im neuen Feld Usable_SR_MWh um NULL-Werte.
Berechnen Sie die Werte für das Feld basierend auf den Werten in den Feldern AREA und MEAN.
- Klicken Sie in der Attributtabelle mit der rechten Maustaste auf den Spaltennamen Usable_SR_MWh, und wählen Sie Feld berechnen aus.
Sie erstellen im Werkzeug Feld berechnen einen Ausdruck mit der oben beschriebenen Formel.
- Erstellen Sie im Fenster Feld berechnen den folgenden Ausdruck unter Usable_SR_MWh =, oder fügen Sie ihn über die Zwischenablage ein:
(!AREA! * !MEAN!) / 1000
- Klicken Sie auf OK.
Das Werkzeug wird ausgeführt und das Feld wird ausgefüllt.
Die Ergebnisse werden in Megawattstunden angegeben.
Ihnen liegt nun eine Schätzung vor, wie viel Sonneneinstrahlung pro Jahr auf die für Solarkollektoren geeigneten Oberflächen jedes Gebäudes trifft.
Sonneneinstrahlung in Energie umrechnen
Anschließend rechnen Sie die Werte der nutzbaren Sonneneinstrahlung in das Potenzial zur Erzeugung elektrischer Energie um. Die Energiemenge, die Solarkollektoren produzieren können, hängt nicht nur von der Sonneneinstrahlung ab, sondern auch von der Effizienz der Solarkollektoren und dem Leistungsverhältnis der Installation.
Sie verwenden die Werte von 21,6 Prozent für die Effizienz und 83 Prozent für das Leistungsverhältnis. Dies bedeutet, dass die Solarkollektoren in der Lage sind, 21,6 % der eintreffenden Sonnenenergie in Elektrizität umzuwandeln, und dass 83 % dieser Elektrizität beim Durchleiten durch die Installation erhalten bleiben.
Hinweis:
Effizienz- und Leistungsverhältnisse sind keine festen Zahlen. Sie verbessern sich mit der Zeit, da die Photovoltaik-Technologie immer weiter fortschreitet. Außerdem variieren sie je nach Art des Solarmoduls und den Installationsbedingungen. Die in diesem Lernprogramm ausgewählten Werte stammen aus einem Bericht aus dem Jahr 2024 des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme, einem renommierten Forschungszentrum auf dem Gebiet der Photovoltaik und Solarenergietechnologien. Dem Bericht zufolge liegt die aktuelle durchschnittliche Effizienz für kristalline Silizium-Photovoltaikmodule – der vorherrschende Solarmodultyp – bei 21,6 Prozent (Seite 33), und das aktuelle typische Leistungsverhältnis liegt bei 83 Prozent (Seite 34).
Wenn Sie diesen Workflow auf Ihren eigenen Interessenbereich anwenden möchten, wählen Sie möglicherweise etwas andere Werte, je nachdem, wie gut Sie die Situation vor Ort kennen.
Um das Potenzial zur Erzeugung elektrischer Energie zu ermitteln, erstellen Sie ein Feld und berechnen dieses, indem Sie Ihre Werte für die nutzbare Sonnenenergie mit den Werten für Effizienz und Leistungsverhältnis multiplizieren. Die entsprechende Formel lautet: Usable_SR_MWh * 0.216 * 0.83.
- Klicken Sie auf die Registerkarte Felder: Suitable_Buildings, um zur Sicht "Felder" zurückzukehren.
- Geben Sie in der Ansicht "Felder" im Textfeld Feldname für das neue Feld den Namen Elec_Prod_MWh ein. Wählen Sie für Datentyp die Option Double aus.
- Doppelklicken Sie auf die leere Zelle für Zahlenformat, und klicken Sie auf die Schaltfläche Anzeigeformatierung für numerische und Datumsfeldtypen festlegen.
- Wählen Sie im Fenster Zahlenformat für Kategorie die Option Numerisch aus. Geben Sie unter Runden für Dezimalstellen die Zahl 2 ein. Klicken Sie auf OK.
- Klicken Sie im Menüband auf der Registerkarte Felder in der Gruppe Änderungen verwalten auf Speichern.
- Klicken Sie auf die Registerkarte Suitable_Buildings, um zur Attributtabelle zurückzukehren.
Das neue Feld wird der Attributtabelle hinzugefügt. Die Werte sind NULL. Als Nächstes berechnen Sie die Feldwerte.
- Klicken Sie in der Attributtabelle mit der rechten Maustaste auf den Spaltennamen Elec_Prod_MWh, und wählen Sie Feld berechnen aus.
- Erstellen Sie im Fenster Feld berechnen den folgenden Ausdruck unter Elec_Prod_MWh =, oder fügen Sie ihn über die Zwischenablage ein:
!Usable_SR_MWh! * 0,216 * 0,83
- Klicken Sie auf OK.
Das Werkzeug wird ausgeführt und das Feld wird ausgefüllt.
- Schließen Sie die Attributtabelle und die Ansicht "Felder".
Die Daten symbolisieren
Ihre Analyse ist nun fertig. Bevor Sie die Ergebnisse untersuchen, symbolisieren Sie den Layer anhand des von Ihnen erstellten Feldes. Sie wenden eine Layer-Datei mit einer vordefinierten Symbolisierung an, die in den von Ihnen heruntergeladenen Projektdaten enthalten ist. Fügen Sie außerdem eine Grundkarte für mehr Kontext hinzu.
- Wechseln Sie zum Bereich Verlauf, und klicken Sie auf Symbolisierung aus Layer anwenden.
- Wählen Sie im Werkzeug Symbolisierung aus Layer anwenden für Eingabe-Layer den Layer Suitable_Buildings aus. Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen, um zu Symbolisierungs-Layer zu gelangen.
- Navigieren Sie im Fenster Symbolisierungs-Layer zum Ordner Solar_in_Glover, wählen Sie Suitable_Buildings.lyrx aus, und klicken Sie auf OK.
- Lassen Sie die übrigen Parameter unverändert und klicken Sie auf Ausführen.
Die Layer-Symbolisierung wird aktualisiert.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt alle Layer bis auf den Layer Suitable_Buildings.
Tipp:
Zum Deaktivieren aller Layer halten Sie die Strg-Taste gedrückt und klicken auf eines der Layer-Kontrollkästchen.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Layer auf Grundkarte. Wählen Sie Dunkelgrauer Hintergrund aus.
Die Grundkarte wird der Karte hinzugefügt.
- Erkunden Sie die fertige Karte.
Auf den ersten Blick verfügen größere Gebäude meist über ein höheres Potenzial zur Erzeugung elektrischer Energie als einzelne Häuser. Dieses Muster ist nachvollziehbar, da größere Gebäude über größere Dachoberflächen verfügen. Beachten Sie jedoch, dass größere Gebäude auch mehr elektrische Energie benötigen.
- Klicken Sie auf eines der Einfamilienhäuser (kleine Gebäude).
Ein Pop-up mit Informationen wird mit den Attributwerten für dieses Gebäude angezeigt. Im folgenden Beispielbild beträgt das Potenzial zur Erzeugung elektrischer Energie 13,35 MWh pro Jahr.
- Klicken Sie auf einige weitere Einfamilienhäuser, um ihr Potenzial zur Erzeugung elektrischer Energie anzuzeigen.
Im Jahr 2022 verbrauchte ein durchschnittlicher Haushalt in den Vereinigten Staaten 12.194 kWh pro Jahr, das heißt 12,194 MWh pro Jahr. Könnten viele Haushalte in dem Viertel Glover Park einen Großteil ihres Bedarfs an elektrischer Energie durch Solarkollektoren abdecken?
Sie können auch die Gesamtenergiemenge prüfen, die in dem Viertel produziert werden könnte.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Suitable_Buildings, und wählen Sie Attributtabelle aus.
- Klicken Sie in der Attributtabelle mit der rechten Maustaste auf den Spaltennamen Elec_Prod_MWh, und wählen Sie Statistiken visualisieren aus.
Zusammen mit dem Bereich Diagrammeigenschaften wird ein Balkendiagramm mit der Verteilung der Feldwerte angezeigt. Der Bereich enthält Statistiken, einschließlich des gesamten Potenzials zur Erzeugung elektrischer Energie aller Gebäude.
- Suchen Sie im Bereich Diagrammeigenschaften unter Statistiken nach der Zeile Summe.
Hinweis:
Ihre Statistiken können von dem Beispielbild abweichen.
Das gesamte Viertel verfügt über das Potenzial, fast 29.000 MWh pro Jahr zu produzieren.
- Schließen Sie den Bereich Diagrammeigenschaften, das Diagramm und die Attributtabelle.
- Drücken Sie Strg+S, um das Projekt zu speichern.
Sie haben in diesem Lernprogramm das Solarenergie-Potenzial des Viertels Glover Park in Washington, D.C. ermittelt. Zu diesem Zweck haben Sie ein DSM verwendet, um einen Raster-Layer für die Sonneneinstrahlung, die Neigung und die Ausrichtung zu erstellen. Anschließend haben Sie geeignete Dächer für Solarkollektoren identifiziert und berechnet, wie viel Energie auf diesen Dächern generiert werden könnte.
Ihre Ergebnisse stellen eine Schätzung des Jahresdurchschnitts dar. Die Erzeugung von Solarenergie schwankt jedoch mit den Jahreszeiten, wenn sich die Länge der Tage und die Anzahl der Sonnenstunden ändern. Sie könnten den Workflow diesem Lernprogramm auch für bestimmte Tage im Jahr durchführen, wie die Winter- und Sommersonnenwende und die Tagundnachtgleichen im Frühjahr und Herbst, um die höchsten, niedrigsten und mittleren Werte für die Erzeugung von Solarenergie zu ermitteln.
Hinweis:
Wenn Sie eine schnellere Schätzung der Sonneneinstrahlung pro Gebäude wünschen, können Sie das Werkzeug Sonneneinstrahlung (Feature) verwenden, das die Sonneneinstrahlung direkt für jedes Polygon in einem Feature-Layer berechnet. Dieser kürzere Workflow ermöglicht es Ihnen jedoch nicht, zwischen geeigneten und ungeeigneten Bereichen auf den einzelnen Dächern zu unterscheiden.
Dieser Workflow kann für jede Gemeinde wiederverwendet werden, sofern ein Layer der Gebäude-Footprints und ein DSM vorliegen. Viele Gemeinden stellen frei zugängliche GIS-Daten zur Verfügung. Die Daten für dieses Lernprogramm stammen von der Website Open Data DC. Der Layer mit den Gebäude-Footprints wurde von der Website heruntergeladen und auf den Interessenbereich zugeschnitten. Ein von der Website heruntergeladenes Dataset mit LIDAR-Punktwolken wurde zur Ableitung des DSM verwendet. Weitere Informationen zur Ableitung eines DSM aus einer LIDAR-Punktwolke finden Sie im Lernprogramm 3D-Gebäude aus LIDAR-Daten extrahieren.
Weitere Lernprogramme zum Thema finden Sie in der Lernprogrammsammlung Einführung in Bilddaten und Fernerkundung.
