Zukunftsweisende Stadtplanung durch Photovoltaik

Das Potential der Solarenergie in der Stadt

Autor	Christian Prinz
Verlag	Diplomica Verlag GmbH
Erscheinungsjahr	2010
Seitenanzahl	136 Seiten
ISBN	9783836643450
Format	PDF
Kopierschutz	kein Kopierschutz/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	23,00 EUR

"Die Lebensweise, wie sie heutzutage vor allem von den Industrienationen praktiziert wird, ist angesichts der Endlichkeit der fossilen Energien nicht auf Dauer möglich. Eine Energiewende wird aus diesem Grund eine der zentralen Aufgaben des 21. Jahrhunderts sein, um den heutigen Lebensstandard auch für zukünftige Generationen zu sichern. Daher gilt es die Potentiale der verschiedenen erneuerbaren Energien auszuschöpfen und so zu nutzen, dass Mensch und Natur möglichst wenig beeinträchtigt werden. Die Photovoltaik bietet hervorragende Möglichkeiten ökologisch und sozial konfliktfreie Energie bereit zu stellen. Durch stetige Effizienzsteigerung und Verbesserungen in der Wirtschaftlichkeit kann diese Technik deshalb einen wichtigen Teil zur künftigen Energieversorgung beitragen.
Die zentrale Problemstellung ist in diesem Zusammenhang, dass die vorhandenen Dachflächen bisher kaum zur Energieerzeugung genutzt werden und das Potential der Photovoltaik somit nicht ausgeschöpft wird. Um dieses Problem zu lösen, bedarf es neuer Herangehensweisen, denn ""die Probleme, die es in der Welt gibt, können nicht mit den gleichen Denkweisen gelöst werden, die sie geschaffen haben"" (A. Einstein). Es ist eine neue Sichtweise nötig, die nicht mehr auf den zentralen Energieversorgungsstrukturen von fossilen Großkraftwerken beruht und diese als unveränderbare Gegebenheit ansieht, sondern eine, die dezentrale Versorgungsstrukturen fördert, Photovoltaik in den städtischen Raum integriert, sowie die Gesellschaft in diesen Prozess einbindet und ihr die Möglichkeit gibt, an der Energieversorgung zu mitzuwirken.
Das Ziel dieser Studie ist es aufzuzeigen, wie groß das Potential der photovoltaischen Nutzung von Dachflächen in der Stadt ist, wie dieses besser genutzt werden kann und welchen Beitrag die Technik für eine zukunftsweisende Stadtplanung leisten kann, um dezentrale Versorgungsstrukturen umzusetzen.
Hierzu werden Vor- und Nachteile der Photovoltaiktechnik im Vergleich zu fossilen Energieträgern und anderen erneuerbaren Energien dargelegt. Es wird beschrieben, welche Herausforderungen und Anforderungen der Klimawandel in diesem Zusammenhang an die Stadtplanung stellt, wie diese dazu beitragen kann das solarenergetische Potential der Stadt besser zu nutzen und welche Instrumente hierfür zur Verfügung stehen. Zudem wird untersucht, wie groß der Anteil der wirtschaftlich nutzbaren Dachfläche in der Stadt ist. In einer näheren Potentialanalyse verschiedener typischer urbaner Dachflächen wird analysiert, ob es städtische Quartiere gibt, die sich besonders für eine photovoltaische Nutzung eignen. Abschließend wird dargestellt welche Möglichkeiten, aber auch Schwierigkeiten Experten für eine breitere Nutzung von Photovoltaik in der Stadt sehen."

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Inhaltsverzeichnis

Zukunftsweisende Stadtplanungdurch Photovoltaik. Das Potential der Solarenergie in der Stadt	1
Inhaltsverzeichnis	3
Abbildungsverzeichnis	6
Tabellenverzeichnis	7
Kartenverzeichnis	8
Abkürzungsverzeichnis	9
1. Einleitung	10
1.1 Problemstellung und Forschungsstand	11
1.2 Zielsetzung und Aufbau der Studie	12
2. Grundlagen der Nutzung von Photovoltaik	15
2.1 Funktionsweise der Photovoltaiktechnik	15
2.1.1 Aufbau eines Moduls	15
2.1.2 Standortabhängigkeit	16
2.1.3 Energieausbeute und Wirkungsgrad	17
2.1.4 Lebensdauer und energetische Amortisationszeit	18
2.2 Planerische und ökologische Betrachtung	19
2.2.1 Strukturen der Energieversorgung	19
2.2.2 Emissionen und Klimaschutz	20
2.2.3 Effekte auf Landschaft und Umwelt	21
2.3 Volkswirtschaftliche Betrachtung	23
2.3.1 Kosten der Stromerzeugung	23
2.3.2 Förderung von PV in Deutschland	25
2.3.3 Staatliche Förderung der PV-Technik im Vergleich mit fossilen und nuklearenEnergien	27
2.3.4 Chancen für den Standort Deutschland	29
2.3.5 Externe Kosten	30
2.4 Betriebswirtschaftliche Betrachtung	31
2.4.1 Anlagenkosten	31
2.4.2 Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen unterBerücksichtigung des EEG	33
2.5 Entwicklung der Solarbranche	34
2.5.1 Kostenentwicklung	34
2.5.2 Break-Even-Point	36
2.5.3 Wachstum der Branche	38
3. Herausforderungen der Raumplanung vor demHintergrund des Klimawandels	40
3.1 Welche Anforderungen kommen auf dieRaumplanung zu?	40
3.2 Stadtplanung und Nachhaltigkeit	42
3.3 Solarenergetische Planung	44
3.4 Zukunftsweisende Stadtplanung	46
4. Das Potential der PV-Nutzung in Münster	49
4.1 Statusbericht der PV-Nutzung in Münster	50
4.2 Theoretisches Potential	51
4.3 Das wirtschaftliche Dachflächenpotential des Stadtgebietes	52
4.4 Möglicher Deckungsgrad des Stromverbrauchs	55
5. Methodische Vorüberlegung: Wie kann das Potential der Photovoltaik genutzt und zukunftsweisende Stadtplanung umgesetzt werden?	57
5.1 Solarer Bauzwang: Das Modell Marburg	57
5.2 Das Modell des Solarkatasters	59
5.2.1 Grundkonzept	60
5.2.2 Die Möglichkeiten des Solarkatasters für eine zukunftsweisende Stadtplanung	61
6. Methodik zur Evaluierung des photovoltaischen Potentials	66
6.1 Methode der Potentialanalyse	66
6.1.1 Auswahl der Untersuchungsgebiete	67
6.1.2 Untersuchung der Dacheignung	69
6.2 Methode der Experteninterviews	72
7. Potentialanalyse anhand von Luftbildaufnahmen	75
7.1 Städtische Quartiere	75
7.1.1 Kategorie 1: Ein- und Zweifamilienhäuser	75
7.1.2 Kategorie 2: Mehrfamilienhäuser, freistehend mit Schrägdach	78
7.1.3 Kategorie 3: Mehrfamilienhäuser, aufgelockerte Blockrandbebauung	81
7.1.4 Kategorie 4: Mehrfamilienhäuser, Blockrandbebauung	85
7.1.5 Kategorie 5: Große Mehrfamilienhäuser mit Flachdach	88
7.2 Potentialanalyse ausgewählter Großobjekte anhand von Luftbildaufnahmen	91
7.2.1 Naturkundemuseum	91
7.2.2 Kaufhof/Karstadt	93
7.2.3 Halle Münsterland	96
7.3 Vergleichende Analyse	99
8. Auswertung der Experteninterviews	104
8.1 Erschließbarkeit des Potentials	104
8.2 Dachflächenverfügbarkeit	108
9. Photovoltaik als Beitrag zukunftsweisenderStadtplanung	111
9.1 Welchen Beitrag kann Photovoltaik für einezukunftsweisende Stadtplanung leisten	111
9.2 Die Stadt als Energieproduzent	113
9.3 Wie könnte ein Solarkataster in Münster umgesetztwerden?	116
9.4 Diffusionshemmnisse der Photovoltaik	119
10. Fazit	121
Literaturverzeichnis	125
Gesetze und Verordnungen	133
Internetquellen	133