Ga door naar hoofdcontent
ArtikelenPotentie van zonne-energie op daken nauwkeurig in beeld

Potentie van zonne-energie op daken nauwkeurig in beeld

Donderdag 1 oktober 2020Afbeelding Potentie van zonne-energie op daken nauwkeurig in beeld

Binnen veel RES-regio’s verdienen zonnepanelen op daken de voorkeur boven zonneweides en windenergie. Maar hoeveel geschikt dakoppervlak is er dan precies? En wie zijn daar de eigenaar van? Het Kadaster brengt dit in beeld door geavanceerde 3D- en beeldherkenningstechnieken te combineren met gebouw- en eigendomskenmerken. Voor de RES-regio’s Flevoland en Zeeland is de zonnepotentie van daken al op deze manier geautomatiseerd berekend.

Belangrijk aandachtspunt in de RES is hoe deze regio’s duurzaam energie op gaan wekken. Ook bij gemeenten, die de warmtetransitie moeten realiseren, speelt deze vraag. Daarom heeft het Kadaster een eigen methode ontwikkeld om zonnepotentie geautomatiseerd te bepalen. De methode en het gebruikte algoritme maken we openbaar, zodat ook anderen ze kunnen gebruiken. Om de potentie per dak uit te kunnen rekenen hebben we twee technieken ingezet. Enerzijds is dat de berekening van zonpotentie door middel van een 3D-model. Anderzijds door beeldherkenningstechnieken om al geïnstalleerde panelen te kunnen detecteren.

3D-hoogtemodel

Voor de berekening van zonpotentie gebruiken we voornamelijk het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN3). Doordat het AHN3-bestand – afhankelijk van de regio – niet meer actueel is, vullen we deze voor nieuwe gebouwen aan met het hoogtemodel van het Kadaster. Dit is een door ons ontwikkelde dataset om de 3D-topografie te maken op basis van luchtfotografie. Je krijgt dan in feite het reliëf van Nederland, inclusief alle gebouwen. Vervolgens selecteren we alle panden uit de Basisregistratie Adressen en Gebouwen (BAG) en koppelen deze aan het 3D-model. Dat doen we met behulp van de Solar Radiation Tooling van ArcGis Pro. Deze techniek berekent aan de hand van het hoogtemodel hoeveel zonne-instraling er gedurende het jaar op meerdere momenten per dag is. Detecteert de tooling bijvoorbeeld hoogbouw ten zuiden van een pand, dan zal daar ‘s middags geen zonne-instraling voor worden berekend. De techniek is zo nauwkeurig dat schaduwwerking van bijvoorbeeld dakkapellen of schoorstenen wordt meegenomen. Hele kleine elementen zoals luchtafvoerpijpen en antennes zitten niet in het hoogtemodel en daar wordt zodoende geen rekening mee gehouden. Alleen dakvlakken waar jaarlijks meer dan 700 kWh kan worden opgewekt worden meegenomen. Welke daken wel en niet geschikt zijn hangt ook af van de oriëntatie en hellingshoek van daken. Hele schuine daken, met een hellingshoek van meer dan 60 graden en noordelijk georiënteerde daken laten we dan ook buiten beschouwing.

Figuur 1 – Detectie van zonnepanelen.

Beeldherkenningstechnieken

Nadat voor alle daken de potentie is berekend, willen we dit corrigeren voor de daken waar al panelen zijn geïnstalleerd. Daarvoor gebruiken we UNet16 Deep Learning techniek. Het Kadaster gebruikt deze techniek al voor het maken van de Basisregistratie Topografie (BRT). Vanuit luchtfoto’s detecteert deze techniek automatisch veranderingen in het landschap. Zo maken zonneweides inmiddels deel uit van de BRT en kan dezelfde techniek ook ingezet worden om panelen op daken te signaleren.

Combineren analyses

Het resultaat van de beeldherkenningsanalyse combineren we met de eerdere potentie-analyse. Op die manier hebben we de resterende potentie voor zon in beeld. Tot slot combineren we deze resultaten met de Basisregistratie Kadaster om te bepalen bij welke eigenaren de potentie voor zon nu precies ligt. Ook sluiten we via een koppeling met de Basisregistratie Topografie nog bepaalde gebouwen uit, zoals kassen en silo’s. De uiteindelijke berekende potentie kan overigens in de praktijk lang niet altijd volledig worden benut. Denk aan bijvoorbeeld de dakconstructie of aanwezigheid van dakramen. Daarom passen we, afhankelijk van het type gebouw, een correctiefactor toe, zodat een goed beeld ontstaat van de werkelijke potentie. In de praktijk zien we dat momenteel gemiddeld slechts 40% van de potentie van een dak wordt benut.

Figuur 2 – Identificatie van zonpotentie op daken.

Ontwikkeling zonpotentie in beeld

Het resultaat geeft beleidsmakers binnen RESregio’s en gemeenten in de eerste plaats een nauwkeurig beeld van de totale zonnepotentie op daken van de vastgoedvoorraad. En daarbinnen kunnen dan weer uitsplitsingen worden gemaakt. Hoeveel dakoppervlak in eigendom van woningcorporaties kan nog worden benut? Hoeveel grootschalige opwekking is er mogelijk op bedrijventerreinen? Is onderwijsvastgoed geschikt? Door een goed onderbouwde inschatting te maken kunnen RES-regio’s bepalen hoeveel decentrale opwekking er aanvullend nog via zonneweides of windmolens moet worden gerealiseerd. Om de voortgang van de energietransitie straks te kunnen monitoren, wordt overwogen deze analyse jaarlijks uit te gaan voeren. Daarmee ontstaat een beeld van hoe de potentie en de oppervlakte van geïnstalleerde zonnepanelen zich in een regio ontwikkelen.

Referentie

Auteurs

Afbeelding voor Martin Tillema

Martin Tillema

Volledige biografie