Geoinformationssysteme für die Energiewirtschaft
Der Umstieg von Atom- und Kohle- auf Windkraftwerke und Solaranlagen ist längst beschlossene Sache. Die Energiewende bedeutet für Energiekonzerne eine Umstellung von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energien. Gleichzeitig geht sie mit weitreichenden geografischen Veränderungen einher: einige große Kraftwerke weichen vielen dezentralen Anlagen.
Diese Umstellung erfordert umfassende Raumplanung, bei der eine Vielzahl an Anforderungen verschiedenster Interessengruppen berücksichtigt werden müssen. Um dieses komplexe Vorhaben bewältigen zu können, verwenden Planungsinstanzen Geoinformationssysteme (GIS) und 3D-Geoinformationen. Was genau GIS sind und wie sie bei der Umsetzung der Energiewende genutzt werden, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Inhalt
GIS – was ist das?
GIS sind Informationssysteme zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation räumlicher Daten. Sie umfassen die dazu notwendige Hard- und Software sowie die für das jeweilige Projekt relevanten Daten und Anwendungen. Geoinformationssysteme zielen darauf ab, komplexe energiewirtschaftliche Themen räumlich zu analysieren und leicht verständlich aufzubereiten. Für die Energiebranche sind GIS eigentlich nichts Neues: Betreiber von Kraftwerken und Stromleitungen dokumentieren ihre Anlagen schon lange anhand digitaler Karten. Im Rahmen der Energiewende erfährt das Geoinformationssystem einen Wandel vom Dokumentations- zum Analysewerkzeug.
Als realistisches Analysewerkzeug bietet das System Behörden als Planungs- und Genehmigungsinstanzen das Potenzial, den zahlreichen Rahmenbedingungen, die von verschiedenen Interessengruppen ausgehen, gerecht zu werden: Investoren wünschen sich verlässliche Rahmenbedingungen, private Haushalte wollen weder durch höhere Mieten aufgrund energetischer Sanierung noch durch Hochspannungsmasten oder Windräder in der näheren Umgebung belästigt werden.
Wo werden GIS in der Energiewirtschaft angewendet?
Geoinformationssysteme kommen vor allem bei der Erstellung von Energiekonzepten zum Einsatz. Energiekonzepte sind Instrumente von Bund und Ländern für die Planung von Kommunen. Mittels Ist-Zustands- und Potenzialanalyse können Geoinformationssysteme den zuständigen Behörden eine Lösung für eine möglichst verbrauchsarme, auf erneuerbare Energien gestützte Energieversorgung im Untersuchungsgebiet aufzeigen.
Dabei müssen die Systeme zahlreiche Einzelaspekte wie Fragen der Wirtschaftlichkeit, des Natur- und Tierschutzes, der örtlichen Demographie, des Gebäudestands, des jetzigen und künftigen Energiebedarfs u. v. m. gemeinsam betrachten und analysieren. Intelligente 3D-Geodaten können hierbei helfen. Sie ermöglichen es, dreidimensionalen Objekten wie beispielsweise einem Haus beliebige Informationen zuzuordnen (Baujahr, Dämmwert, etc.) und originalgetreue, digitale Modelle bspw. einer Kommune zu erstellen.
Durch solche 3D-Geodaten werden automatisierte großflächige Analysen möglich, die Verantwortliche dabei unterstützen, wichtige Fragen im Rahmen der Energiewende zu beantworten wie:
- Wie hoch ist der Energiebedarf von Gebäuden, Siedlungen und Städten?
- Wie hoch ist das Potenzial für Solarenergie, wenn man Wetterdaten, Dachformen und gegenseitige Verschattungen berücksichtigt?
- Wie wirken Windparks und Überlandleitungen in der Landschaft? Welche alternativen Standorte und Trassen sind möglich?
Ein Geoinformationssystem bietet zudem Analysewerkzeuge, die räumliche Unterschiede im Energie- und Wärmeverbrauch darstellen können. Diese sind notwendig, um die Netzstabilität in Zeiten erneuerbarer Energien gewährleisten zu können: Sie ermöglichen genauere Prognosen bezüglich bevorstehender Lastspitzen, auf die Verantwortliche frühzeitig reagieren können.
Wie unterscheidet sich ein Geo- von anderen Informationssystemen?
Ein Geoinformationssystem unterscheidet sich vor allem durch seine Art der Datenhaltung und durch die verwendeten Datentypen von anderen Informationssystemen. GIS unterscheiden Geometriedaten, die geometrische Elemente beschreiben sowie Sachdaten, die keine geometrischen Elemente aufweisen. Die Systeme kombinieren Geo- und Sachdaten miteinander, sodass ein vollständiges und realistisches Bild der Wirklichkeit entsteht.
Verschiedene Arten von GIS
GIS unterscheiden sich untereinander vor allem durch verschiedene Funktionen, die sie innehaben können:
Erfassen von Geodaten
Funktionen zur Erfassung von Geodaten dienen vor allem der Digitalisierung von Geometriedaten. Über angeschlossene Messgeräte (z. B. GPS-Empfänger) können Verantwortliche Daten empfangen und über geeignete Schnittstellen zwischen Systemen austauschen.
Verwaltung von Geodaten
Funktionen zur Verwaltung von Geodaten dienen der Organisation von Zugriffen auf gespeicherte Daten. In der Regel erteilen Verantwortliche Dritten Zugriff über eine Geodatenbank.
Analyse von Geodaten
Mit Funktionen zur Analyse von Geodaten können Anwender Informationen aus Rohdaten ziehen. Hier werden auch Möglichkeiten immer bedeutsamer, die in einer Simulation wiedergeben können, wie sich reale Systeme in bestimmten Situationen verhalten würden. Wie würde sich beispielsweise der Bau eines neuen Windparks auf Anwohner, Investoren und die umliegende Wirtschaft auswirken?
Ausgabe von Geodaten
GIS mit Funktionen zur Ausgabe von Geodaten sind in der Lage, kartographische Abbildungen zu erstellen und eingespeiste Daten verständlich zu visualisieren.
Auch bezüglich der Hardware gibt es Unterscheidungen zwischen Geoinformationssystemen:
Desktop-Systeme
Bei dieser Variante wird ein Geoinformationssystem an einem einzelnen Rechner verwendet, entweder an einem leistungsfähigen PC oder an einer Graphik-Workstation.
Client-Server-Netzwerk
GIS können auch Client-Server-Netzwerke darstellen, bei denen jeder Rechner des Netzwerks eine andere Funktion übernimmt.
Zur benötigten Hardware gehören zusätzlich Digitalisiergeräte, Farbscanner, Drucker, etc.
Fazit
Geoinformationssysteme können einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende leisten. Zuständige Behörden können mit GIS relevante Daten analysieren und auswerten, um anhand der Ergebnisse effiziente Energiekonzepte auszuarbeiten. Auch räumliche Unterschiede bzgl. des Wärme- und Energieverbrauchs lassen sich mittels GIS erkennen.
GIS unterscheiden sich bezüglich ihrer Funktionalität sowie ihrer Hardware. Welche Variante am besten geeignet ist, entscheidet die Behörde je nach ihren Anforderungen.
3D-Daten und Simulationen, die Sachverhalte und Szenarien originalgetreu abbilden können, gewinnen zunehmend an Bedeutung.
Interessiert Sie das Thema GIS oder haben Sie noch offene Fragen? Kontaktieren Sie uns gerne. In einem unverbindlichen Gespräch klären wir Ihr Anliegen.
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