BIPV & Urban City Solarcarportanlagen-System: Mit Solarcarportanlagen Siedlungs- und Verkehrsflächen erweitern und wichtige landwirtschaftliche Ressourcen schützen

Solarcarports gehören in der Regel nicht zur gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV: Building-Integrated Photovoltaics). Bei der gebäudeintegrierten Photovoltaik werden Solarmodule in die Gebäudehülle integriert, zum Beispiel als Fassadenelemente, Dachziegel oder Fenster. Das Ziel ist es, die Solarmodule nahtlos in das Gebäudedesign zu integrieren, um sowohl ästhetische als auch energetische Vorteile zu erzielen.

Solarcarports hingegen sind Überdachungen, die speziell für das Parken von Fahrzeugen entwickelt wurden und gleichzeitig mit Solarpanels ausgestattet sind, um Sonnenenergie zu erzeugen. Sie dienen in erster Linie dazu, Fahrzeuge vor Witterungseinflüssen zu schützen und gleichzeitig Strom aus Sonnenlicht zu gewinnen.

Obwohl Solarcarports nicht zur gebäudeintegrierten Photovoltaik gehören, können sie dennoch eine sinnvolle Ergänzung zu einem Gebäude sein, indem sie zusätzlichen Raum für die Stromerzeugung bieten und gleichzeitig den Umweltaspekt durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen unterstützen.

Das City-Solarcarportmodul zeichnet sich durch seine Teiltransparenz aus, die es ermöglicht, die Solarmodule, das Dach und die Stromgewinnung in einem einzigen integrierten System zu vereinen. Diese Aufgabenerweiterung und Funktionalitätsverdichtung sind entscheidende Merkmale eines Solarcarports als gebäudeintegrierte Photovoltaiklösung.

Urban City Solarcarportpark – das Solarcarportanlagen-System – Bild: Xpert.Digital

Durch die Integration der Solarmodule in das Carportdach wird nicht nur erneuerbare Energie erzeugt, sondern es entsteht auch eine ästhetisch ansprechende Lösung, die sich harmonisch in die urbane Lebens- und Wohnumgebung einfügt. Die transparenten Elemente des City-Solarcarportmoduls lassen weiterhin natürliches Licht durch und schaffen eine angenehme Atmosphäre. Sogar eine Begrünung unterhalb des Solarcarports ist daher möglich!

Die ästhetische Integration von Solarcarports in städtische Gebiete hat einen positiven Einfluss auf die Lebensqualität und die Akzeptanz der Bürger. Sie tragen dazu bei, dass erneuerbare Energietechnologien in das Stadtbild integriert werden und somit zu einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Stadtentwicklung beitragen.

Die Kombination von Funktionalität, ästhetischem Design und erneuerbarer Energieerzeugung macht das City-Solarcarportmodul zu einer attraktiven Lösung für Wohn- und Geschäftsbereiche. Es ermöglicht die Nutzung versiegelter Flächen und schafft gleichzeitig eine saubere Energiequelle für den eigenen Bedarf oder das Laden von Elektrofahrzeugen.

Die fortschrittliche Technologie und das moderne Design des City-Solarcarportmoduls bieten somit eine Win-Win-Situation: Es trägt zur Nachhaltigkeit und zum Umweltschutz bei und verbessert gleichzeitig das städtische Ambiente und die Lebensqualität der Bewohner.

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Die gebäudeintegrierte Photovoltaik kann dazu beitragen, Siedlungs- und Verkehrsflächen eine weitere Funktionalität hinzuzufügen und gleichzeitig wichtige landwirtschaftliche Ressourcen zu schützen. Indem Solarmodule in die Gebäudehülle integriert werden, können sie vorhandene Flächen effizient nutzen, ohne zusätzlichen Raum einzunehmen.

Durch die Integration von Solarmodulen in Gebäudestrukturen wie Fassaden, Dachziegel oder Fenster können städtische Flächen multifunktional genutzt werden. Dies ermöglicht die Stromerzeugung vor Ort, was zu einer dezentralen Energieversorgung beiträgt. Gleichzeitig können landwirtschaftliche Flächen geschützt und für ihre ursprüngliche Nutzung erhalten, anstatt für den Bau von Solaranlagen genutzt zu werden.

Die gebäudeintegrierte Photovoltaik bietet auch ästhetische Vorteile, da die Solarmodule nahtlos in das Gebäudedesign integriert werden können. Dadurch wird die Akzeptanz von Solarenergie in urbanen Gebieten gefördert und das ästhetische Erscheinungsbild der Stadt verbessert.

Durch die Kombination von Solarenergie mit der gebäudeintegrierten Photovoltaik können also mehrere Vorteile erzielt werden, wie die Nutzung vorhandener Flächen, die dezentrale Energieerzeugung und der Schutz landwirtschaftlicher Ressourcen. Es ist eine innovative Möglichkeit, Nachhaltigkeit und erneuerbare Energien in städtischen Umgebungen zu fördern.

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Der Anteil versiegelter Siedlungs- und Verkehrsflächen in urbanisierten Gebieten kann je nach Land, Stadt und Region stark variieren. Es gibt jedoch einige allgemeine Schätzungen und Daten, die einen Überblick über den Umfang der Versiegelung in städtischen Gebieten geben können.

In Deutschland wurde im Jahr 2018 vom Statistischen Bundesamt geschätzt, dass rund 13,3 % der Fläche im urbanisierten Deutschland als Siedlungs- und Verkehrsfläche genutzt wurden. Dies umfasst Wohngebiete, Gewerbegebiete, Industriegebiete, Verkehrsflächen wie Straßen und Parkplätze sowie Freizeit- und Erholungsflächen.

International betrachtet gibt es Unterschiede zwischen verschiedenen Ländern und Städten. Beispielsweise haben einige stark urbanisierte Länder wie Singapur eine sehr hohe Versiegelungsrate mit mehr als 90 % versiegelter Fläche aufgrund begrenzter Landressourcen. Andere Städte wie Amsterdam in den Niederlanden haben sich zum Ziel gesetzt, den Anteil versiegelter Flächen zu reduzieren und mehr Grünflächen und natürliche Lebensräume zu schaffen.

Es ist wichtig anzumerken, dass eine hohe Versiegelung negative Auswirkungen auf das städtische Mikroklima, die Biodiversität und die Lebensqualität haben kann. Daher sind städtische Planung und nachhaltige Stadtentwicklung von großer Bedeutung, um die Versiegelung zu begrenzen und den Anteil an Grünflächen zu erhöhen.

Urbanisierung –  eine weltweite Entwicklung

Die Urbanisierung bezieht sich auf den Prozess der Bevölkerungskonzentration und des zunehmenden Wachstums von Städten. Es bezeichnet den Übergang von einer vorwiegend ländlichen Gesellschaft zu einer Gesellschaft, in der die Mehrheit der Menschen in Städten lebt. Urbanisierung geht mit verschiedenen sozialen, wirtschaftlichen und räumlichen Veränderungen einher.

Im Laufe der Urbanisierung ziehen Menschen von ländlichen Gebieten in städtische Regionen, um dort bessere Beschäftigungs-, Bildungs- und Lebensbedingungen zu finden. Dieser Prozess wird oft durch die Industrialisierung und wirtschaftliche Entwicklung eines Landes oder einer Region angetrieben. Städte bieten Zugang zu einer Vielzahl von Dienstleistungen, Infrastruktur, kulturellen Einrichtungen und Möglichkeiten für soziale Interaktionen.

Urbanisierung kann jedoch auch Herausforderungen mit sich bringen. Dazu gehören eine hohe Bevölkerungsdichte, mangelnde Wohnraumversorgung, Verkehrsüberlastung, Umweltbelastungen, soziale Ungleichheit und Probleme im Zusammenhang mit der Infrastruktur und Versorgung.

Die Urbanisierung ist ein weltweiter Trend, der in vielen Teilen der Welt beobachtet werden kann. Besonders in Schwellen- und Entwicklungsländern ist die Urbanisierung oft mit schnellem Bevölkerungswachstum verbunden, was bedeutet, dass Städte vor Herausforderungen bei der Bereitstellung von Infrastruktur und Dienstleistungen stehen.

Eine nachhaltige Urbanisierung beinhaltet die Planung und Entwicklung von Städten, um die Lebensqualität der Bewohner zu verbessern, Ressourcen effizient zu nutzen, Umweltbelastungen zu minimieren und soziale Gerechtigkeit zu fördern.

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Um Deutschland zu 100% mit Solarstrom zu versorgen, ist eine bestimmte installierte Leistung in Gigawattpeak (GWp) erforderlich. Die genaue Menge hängt von mehreren Faktoren ab, wie dem Stromverbrauch, dem Wirkungsgrad der Photovoltaikanlagen und der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung in verschiedenen Regionen Deutschlands.

Eine präzise Angabe für die erforderliche GWp-Zahl, um den gesamten Strombedarf Deutschlands mit Solarstrom zu decken, ist schwierig, da sich der Stromverbrauch im Laufe der Zeit ändern kann und auch andere Faktoren zu berücksichtigen sind.

Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme aus dem Jahr 2018 würde eine flächenbezogene Stromerzeugung mit Photovoltaik von etwa 400-500 GWp erforderlich sein, um den gesamten Strombedarf in Deutschland zu decken.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dies eine grobe Schätzung ist und dass sich die genaue GWp-Anforderung im Laufe der Zeit ändern kann, da sich Technologie, Energieeffizienz und Stromverbrauch entwickeln. Es ist auch möglich, dass andere erneuerbare Energiequellen, wie Wind- oder Wasserkraft, in Kombination mit Solarstrom zur Deckung des Gesamtbedarfs beitragen könnten.

Um eine grobe Abschätzung der benötigten Fläche zu machen, kann man von einer durchschnittlichen Leistung von 5 Wattpeak pro Quadratmeter ausgehen. Daraus ergibt sich, dass für 400 GWp bis zu 80.000 Quadratkilometer (80.000.000.000 Quadratmeter) an Fläche benötigt werden könnten.

Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass dies eine vereinfachte Berechnung ist und weitere Faktoren wie der technische Fortschritt bei Photovoltaikanlagen, der Ausbau von Speichertechnologien und die Optimierung der Energieeffizienz berücksichtigt werden müssen. Die genaue Fläche kann sich daher ändern, je nachdem wie sich die Technologie und die Rahmenbedingungen entwickeln.

Die Statistik veranschaulicht den Verlauf der Siedlungs- und Verkehrsfläche in Deutschland von 1992 bis 2021. Sie gibt Aufschluss über die zunehmende Ausdehnung dieser Flächen im genannten Zeitraum. Im Jahr 2021 belief sich die Fläche für Siedlungs- und Verkehrsflächen in Deutschland auf etwa 51.813 km². Siedlungsflächen machten im Jahr 2020 ca. 9,4 Prozent der Gesamtbodenfläche aus.

Fläche für Siedlung und Verkehr in Deutschland bis 2021 – Bild: Xpert.Digital

Die fortschreitende Urbanisierung und Bevölkerungszunahme haben zu einer erhöhten Nachfrage nach Siedlungsflächen geführt. Wohngebiete, Gewerbegebiete, Industriegebiete und Verkehrsinfrastrukturen wie Straßen und Parkplätze nehmen einen bedeutenden Anteil an der Gesamtfläche Deutschlands ein.

Diese Entwicklung hat jedoch auch Auswirkungen auf natürliche Lebensräume, landwirtschaftliche Flächen und ökologisch wertvolle Gebiete. Der Schutz dieser Ressourcen ist von großer Bedeutung, um die Biodiversität zu erhalten und den ökologischen Fußabdruck der Siedlungs- und Verkehrsflächen zu minimieren.

Eine nachhaltige Stadtplanung und eine effiziente Nutzung des vorhandenen Raums sind entscheidend, um die negativen Folgen der zunehmenden Versiegelung einzudämmen. Konzepte wie die Innenentwicklung, die Förderung von grünen Infrastrukturen und die Revitalisierung von Brachflächen können dazu beitragen, den Flächenverbrauch zu begrenzen und gleichzeitig eine lebenswerte Umgebung für die Bevölkerung zu schaffen.

Es ist wichtig, die Entwicklung der Siedlungs- und Verkehrsflächen im Blick zu behalten und Maßnahmen zu ergreifen, um die Balance zwischen urbanem Wachstum und dem Schutz natürlicher Ressourcen zu finden.

Siedlungs- und Verkehrsfläche (in km²) in Deutschland von 1992 bis 2021 (Stichtag: 31.12.)

• 1992 – 40.305 km²
• 1996 – 42.052 km²
• 2000 – 43.939 km²
• 2001 – 44.381 km²
• 2002 – 44.780 km²
• 2003 – 45.141 km²
• 2004 – 45.621 km²
• 2005 – 46.050 km²
• 2006 – 46.436 km²
• 2007 – 46.789 km²
• 2008 – 47.137 km²
• 2009 – 47.422 km²
• 2010 – 47.702 km²
• 2011 – 48.133 km²
• 2012 – 48.368 km²
• 2013 – 48.597 km²
• 2014 – 48.910 km²
• 2015 – 49.066 km²
• 2016 – 50.799 km²
• 2017 – 51.032 km²
• 2018 – 51.315 km²
• 2019 – 51.489 km²
• 2020 – 51.693 km²
• 2021 – 51.813 km²

Im Jahr 2018 wies kein Bundesland einen so hohen Anteil an versiegelten Flächen auf wie Berlin. Satte 34,64 Prozent der gesamten Fläche der Hauptstadt bestanden aus versiegelter Siedlungs- und Verkehrsfläche. Die anderen beiden Stadtstaaten, Hamburg und Bremen, hatten Anteile von 29,13 Prozent bzw. 28,1 Prozent an versiegelter Siedlungs- und Verkehrsfläche. Die dreizehn Flächenstaaten folgten mit beträchtlichem Abstand, zeigten jedoch signifikante Unterschiede. In Nordrhein-Westfalen bestanden beispielsweise 10,8 Prozent der Gesamtfläche aus versiegelter Siedlungs- und Verkehrsfläche, während es in Mecklenburg-Vorpommern lediglich 3,51 Prozent waren.

Anteil versiegelter und unversiegelter Siedlungs- und Verkehrsfläche (SuV) an der Gesamtfläche der Bundesländer in Deutschland im Jahr 2018 – Bild: Xpert.Digital

Die Versiegelung von Flächen hat weitreichende Auswirkungen, sowohl in ökologischer als auch in hydrologischer Hinsicht. Zum einen gehen durch die Versiegelung fruchtbare Böden verloren, was sich negativ auf die landwirtschaftliche Nutzung und die Bodenqualität auswirkt. Dies stellt eine Herausforderung für die Nahrungsmittelproduktion und die Erhaltung der Biodiversität dar.

Zum anderen ist die zunehmende Versiegelung ein relevanter Faktor bei der Entstehung von Hochwassern und erhöht das Risiko solcher Ereignisse. Da Niederschläge auf versiegelten Böden nicht versickern können, sammelt sich das Wasser an anderen Stellen und führt zu einem Anstieg der Wassermengen in Kanalisationen und Gewässern. Dies hat negative Konsequenzen für die Infrastruktur, die Umwelt und die Sicherheit der betroffenen Gebiete.

Es ist daher von großer Bedeutung, neben den städtischen Wärmeinseln Maßnahmen zur Reduzierung der Flächenversiegelung zu ergreifen. Eine nachhaltige Stadtplanung, die Förderung von Grünflächen, die Umwandlung von versiegelten Flächen in Grün- und Freiflächen sowie die Implementierung von effektiven Regenwassermanagementsystemen sind entscheidend, um den negativen Folgen der Versiegelung entgegenzuwirken und eine resiliente und lebenswerte Umgebung zu schaffen.

Anteil versiegelte SuV-Fläche

• Berlin – 34,64 in %
• Hamburg – 29,13 in %
• Bremen – 28,10 in %
• Nordrhein-Westfalen – 10,80 in %
• Saarland – 10,11 in %
• Hessen – 7,49 in %
• Baden-Württemberg – 6,81 in %
• Niedersachsen – 6,64 in %
• Rheinland-Pfalz – 6,50 in %
• Sachsen – 6,43 in %
• Schleswig-Holstein – 6,02 in %
• Bayern – 5,64 in %
• Thüringen – 4,96 in %
• Brandenburg – 4,65 in %
• Sachsen-Anhalt – 4,62 in %
• Mecklenburg-Vorpommern – 3,52 in %

Anteil unversiegelte SuV-Fläche

• Berlin – 35,91 in %
• Hamburg – 29,83 in %
• Bremen – 28,32 in %
• Nordrhein-Westfalen – 12,78 in %
• Saarland – 11,49 in %
• Hessen – 8,65 in %
• Baden-Württemberg – 7,99 in %
• Niedersachsen – 7,89 in %
• Rheinland-Pfalz – 8,08 in %
• Sachsen – 8,16 in %
• Schleswig-Holstein – 7,36 in %
• Bayern – 6,65 in %
• Thüringen – 7 in %
• Brandenburg – 5,85 in %
• Sachsen-Anhalt – 6,90 in %
• Mecklenburg-Vorpommern – 5,04 in %

Die Vegetation bedeckt den größten Teil der Bodenfläche Deutschlands und umfasst Ende 2020 über 83 Prozent der Gesamtfläche. Dies schließt verschiedene Arten von Landnutzung ein, darunter auch landwirtschaftliche Flächen. Tatsächlich wird etwas mehr als die Hälfte der gesamten Bodenfläche in Deutschland für landwirtschaftliche Zwecke genutzt.

Verteilung der Bodenfläche in Deutschland nach Nutzungsarten im Jahr 2020 – Bild: Xpert.Digital

Im Jahr 2020 machten Siedlungsflächen etwa 9,4 Prozent der Gesamtbodenfläche aus. Dies umfasst städtische Gebiete, Wohngebiete, Gewerbegebiete und Infrastrukturen wie Straßen und Parkplätze. Die zunehmende Siedlungsfläche ist ein Ergebnis der Urbanisierung und des Bevölkerungswachstums.

Die Verteilung der Bodennutzung hat Auswirkungen auf verschiedene Aspekte, einschließlich der Landwirtschaft, des Naturschutzes und der Umwelt. Eine nachhaltige Landnutzung ist entscheidend, um die natürlichen Ressourcen zu schützen, die Biodiversität zu erhalten und die ökologischen Auswirkungen der Siedlungsflächen zu minimieren.

Es ist wichtig, das Gleichgewicht zwischen Vegetationsflächen, landwirtschaftlicher Nutzung und Siedlungsflächen zu berücksichtigen, um eine nachhaltige Entwicklung zu fördern. Dies erfordert eine effiziente Nutzung von landwirtschaftlichen Flächen, die Förderung von ökologischen Ausgleichsflächen in Siedlungsgebieten und die Implementierung von Maßnahmen, die die ökologische Integrität des Bodens bewahren. Durch eine verantwortungsvolle Bodennutzung können wir die langfristige Gesundheit unserer Umwelt und unseres Gemeinwesens sicherstellen.

Nutzungsarten der Bodenfläche in Deutschland 2020

Vegetation – 83,30 in %

• darunter: Landwirtschaftsfläche – 50,60 in %
• darunter: Waldfläche – 29,80 in %
• darunter: Gehölz – 1,20 in %
• darunter: Heide – 0,20 in %
• darunter: Moor – 0,20 in %
• darunter: Sumpf – 0,10 in %
• darunter: Unland, vegetationslos – 1,10 in %

Siedlung – 9,40 in %

• darunter: Wohnbaufläche – 3,90 in %
• darunter: Industrie- und Gewerbefläche – 1,70 in %
• darunter: Sport-, Freizeit- und Erholungsfläche – 0 in %
• darunter: Friedhof – 0 in %
• darunter: Tagebau, Grube, Steinbruch – 0,40 in %
• darunter: Bergbaubetrieb – 1,20 in %
• darunter: Halde – 0,50 in %
• darunter: Fläche besonderer funktionaler Prägung – 1,50 in %
• darunter: Fläche gemischter Nutzung – 0,10 in %

Verkehr – 5,10 in %

• darunter: Straßenverkehr – 2,60 in %
• darunter: Weg – 1,90 in %
• darunter: Platz – 0,10 in %
• darunter: Bahnverkehr – 0,30 in %
• darunter: Flugverkehr – 0,10 in %
• darunter: Schiffsverkehr – 0 in %

Gewässer – 2,30 in %

• darunter: Fließgewässer – 1 in %
• darunter: stehenden Gewässer – 0 in %
• darunter: Hafenbecken – 1,20 in %
• darunter: Meer – 0,10 in %

Zwischen 1992 und 2018 ist der Anteil der versiegelten Siedlungs- und Verkehrsflächen in Deutschland von 5,18 Prozent auf 6,47 Prozent angestiegen. Das bedeutet, dass innerhalb dieses Zeitraums eine Zunahme von 4.622 Quadratkilometern oder etwa 178 Quadratkilometern pro Jahr zu verzeichnen war. Gleichzeitig erhöhte sich die unversiegelte Siedlungs- und Verkehrsfläche im gleichen Maße von 6,31 Prozent auf 7,88 Prozent. Im Jahr 2018 machten die gesamten Siedlungs- und Verkehrsflächen somit 14,35 Prozent der Gesamtfläche Deutschlands aus.

Versiegelte und unversiegelte Siedlungs- und Verkehrsfläche in Deutschland – Bild: Xpert.Digital

Anteil versiegelter und unversiegelter Siedlungs- und Verkehrsfläche (SuV) an der Gesamtfläche Deutschlands in den Jahren 1992 und 2018

Anteil versiegelte SuV-Fläche

• 1992 5,18 in %
• 2018 6,47 in %

Anteil unversiegelte SuV-Fläche

• 1992 6,31 in %
• 2018 7,88 in %

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