Softwarelösungen zur Planung und Ertragssimulation von Solaranlagen gibt es nicht wenige. Meist versprechen die Hersteller ein einfaches Werkzeug, mit dem Planung und Auslegung von Anlagen in kurzer Zeit mühelos erstellt werden können. Doch die Anlagenplanung wird immer komplexer. Neben verschiedenen Dachformen, Verschattungsquellen und Statikberechnungen ist vor allem der Eigenverbrauch ein komplexes Thema, das von der Software bewältigt werden muss.
Newcomer Levasoft
Mit Solar.Pro.Tool reiht sich der österreichische Anbieter Levasoft aus Klagenfurt in die bisher schon recht lange Riege der Anbieter von Planungsprogrammen ein. Auf der Intersolar vor zwei Jahren startete das Programm. „Unser Hauptfokus ist die Berechnung der Statik des Montagesystems“, erklärt Stefan Wagner, Marketing- und Vertriebschef von Levasoft. Aber das Programm kann von der Auslegung des Montagegestells über die Ballastierung, die Anordnung und Verschaltung der Module bis hin zur Wechselrichterauslegung alle Schritte zum Photovoltaikdach abdecken. „Die Einfachheit des Planungsprozesses sollte dabei nicht über die Präzision der Berechnungen hinwegtäuschen“, betont Wagner.
Inzwischen hat Levasoft auch einige Unternehmen für sich gewinnen können. So plant der Montagesystemanbieter Creotecc mit Sitz in Freiburg seit Neuestem mit Creotool. Es ist eine eigens adaptierte Version von Solar.Pro.Tool, die auf die Produkte von Creotecc zugeschnitten ist. „Wir können damit alle Schritte bis zur fertigen Unterkonstruktionsplanung übernehmen“, sagt Florian Megerle, als Produktmanager bei Creotecc verantwortlich für das Creotool. „Eine Wechselrichterauslegung ist zum Beispiel nicht freigeschaltet.“ Die Begrenzung hat auch den Vorteil, dass sich Creotecc nicht um aktuelle Daten der Wechselrichterhersteller kümmern muss. Die Pflege der Daten reduziert sich auf die eigenen Produkte.
Ertragsprognose mit Polysun
Die Ertragsprognose berechnet Levasoft mit Polysun Inside von Vela Solaris aus dem schweizerischen Winterthur. Die Schweizer beziehen ihre Angaben über die Sonneneinstrahlung wiederum von Meteonorm. „So können wir exakt und weltweit Daten bereitstellen“, sagt Wagner. Die für die Planung vor allem der Gestellkonstruktion unerlässlichen Werte über die Wind- und Schneelasten bekommt der Nutzer auf unterschiedlichen Wegen, je nachdem wo er seine Anlage plant. „In Österreich werden die Windlasten automatisch ohne weiteres Zutun des Benutzers berechnet“, sagt Stefan Wagner. Für Deutschland stehen die Normdaten der verschiedenen Windlastzonen zur Verfügung, deren Berechnung über die DIN 1055 geregelt ist. Aber der Nutzer kann die Werte auch manuell verändern. „Im Alpenvorland kann das Sinn machen, da die Gemeinden dort über Schneelasten mitunter eigene Werte herausgeben, die deutlich über der Norm liegen“, erklärt Wagner. Aber auch für andere Regionen ist die manuelle Anpassung durchaus sinnvoll. Gerade bei Flachdachprojekten, bei denen Installateure immer mit möglichst geringen Gewichten auskommen müssen, erlaubt die manuelle Anpassung der Schnee- und Windlasten eine präzisere Kalkulation der Dachbelastung.
Webbasierte Planung
Der große Vorteil des Planungstools von Levasoft ist aber die Internetanbindung. Der Anwender muss sich weder eine Software auf seinen Rechner spielen noch über deren Wartung den Kopf zerbrechen. Das übernimmt alles Levasoft. Der Planer braucht lediglich einen Webbrowser und einen Internetanschluss. „Alle Daten liegen in der Levasoft Cloud“, erklärt Stefan Wagner das System. „Jeder Benutzer hat die Option, an diversen Stellen der Anwendung Daten manuell zu exportieren.“ Dafür stehen verschiedene Dateiformate wie PDF, DWG, DXF, TXT und XLS zur Verfügung. Wird ein Projekt abgeschlossen, werden alle relevanten Daten im Bereich „Dokumentation“ einzeln gespeichert und insgesamt als ZIP-Datei zum Download angeboten. „Der Benutzer hat so die Option, seine Dokumente selbst zu archivieren“, sagt der Vertriebschef von Levasoft. „Abgeschlossene Projekte können weiterhin geöffnet werden, sind aber nicht mehr zu ändern – bis sie wieder ‚aufgeschlossen‘ werden.“
Danach hat der Nutzer die Möglichkeit, mit den alten Daten weiter zu arbeiten. Er kann aber auch Produktangaben aktualisieren. Diese Produktaktualisierungen hat Levasoft ausgelagert. „Montagesysteme werden mit dem jeweiligen Hersteller gepflegt“, sagt Wagner. „Weil dadurch der Hersteller eng in die Datenpflege eingebunden ist, sind in diesem Segment keine veralteten Daten vorhanden. Module und Wechselrichter werden durch Vela Solaris gepflegt und uns zur Verfügung gestellt.“ Wenn der Hersteller sich nicht um die Datenpflege kümmert, muss der Kunde selbst aufpassen, dass er nicht aus Versehen einen veralteten Wechselrichter verplant, der gar nicht mehr auf dem Markt ist. Die einzelnen Produktdaten können aber vom Nutzer auch selbst gepflegt werden. Wenn er zum Beispiel einen festen Wechselrichter- oder Modulhersteller in seinem Portfolio hat, kann er selbst die aktuellen technischen Angaben eintragen. Die alten Wechselrichter- und Moduldaten bleiben aber in der Datenbank weiter vorhanden. Das ist wichtig, um bereits abgeschlossene Projekte zum Beispiel im Schadens- oder Garantiefall wieder öffnen und bearbeiten zu können. Um zu verhindern, dass der Planer mit veralteten Wechselrichterdaten arbeitet, kann der Administrator der Installationsfirma die veralteten Sortimente von Wechselrichtern und Modulen ausblenden.
Für Installateure ist aber nicht unbedingt entscheidend, dass eine Lösung alles kann, sondern dass die angebotenen Module funktionieren und auch komplexe Sachverhalte abbilden können. Gängige Programme können komplizierte Aufbausituationen auf einem Dach nicht wirklich komplett darstellen. Zum Beispiel ist die Kreuzschienenmontage von Modulen, also die gleichzeitige Quer- und Hochkantmontage, solch eine knifflige Aufgabenstellung. Vielmehr müssen solche komplexen Anlagen in lauter kleine Anlagen aufgesplittet werden, was Planungs- und Kalkulationsaufwand deutlich erhöht. Auch zur Konfiguration der Wechselrichter wird in der Planung deshalb meist auf die jeweiligen Lösungen der Wechselrichterhersteller zurückgegriffen, um an dieser Stelle auf der sicheren Seite zu sein. „Die Wechselrichterhersteller haben ihre Kompetenzen eben in der Wechselrichterauslegung, weshalb eine Trennung der Softwaretools zum jetzigen Zeitpunkt aus unserer Sicht auch Sinn macht“, bestätigt Florian Megerle von Creotecc.
Kompatible Programme
Auch Joe Köpfer, Geschäftsführer von Lanatwork, sieht Universallösungen eher kritisch. „Die eierlegende Wollmilchsau gibt es nicht“, meint er. „Diese Angebote sind immer Kompromisse.“ Köpfer hat mittlerweile rund 3.000 Anlagen berechnet, allesamt mit PV*SOL der Firma Valentin Software. Doch auch er verlässt sich bei der Wechselrichterauslegung nur auf die Tools beziehungsweise Aussagen der Hersteller. Außerdem sind die statischen Daten der verschiedenen Gestellsystemanbieter mittlerweile so vielfältig, dass kaum eine Universallösung diese abbilden kann. Viele Gestellhersteller bieten deshalb eine eigene Planungssoftware an, die auf ihre Produkte ausgelegt ist.
Uli Balzer, Installateur und Chef von Solaricus aus der Nähe von Marburg, arbeitet ebenfalls mit zwei Werkzeugen. Für die Erstellung der Planungsskizze verwendet er das Programm Foto-Aufmaß des Kölner Anbieters Hottgenroth/ETU. „Das ist einfach zu bedienen und ermöglicht schnell einen Überblick“, sagt Balzer. „Außerdem kann ich meine Kunden regelmäßig damit begeistern, dass sie die geplante Anlage schon vor dem Bau in der realen Umgebung zu Gesicht bekommen.“ Für die Konfiguration der Anlage verwendet Balzer das Programm PVScout der Münchner Solarschmiede. Es ist mit Foto-Aufmaß kompatibel. Das heißt, die dort bereits erfassten Daten können importiert werden. Außerdem sind mehrere Dächer belegbar, und auch Lastprofile für den Eigenverbrauch sind vorhanden. Die Ertragsprognosen sind realistisch, die Benutzerführung einfach. „Für mich das wirklich passende Programm“, berichtet er.
Verschiedene Werkzeuge nutzen
Michael Geigle, Leiter des Privatkundenbereichs bei Wirsol im badischen Waghäusel, benutzt ebenfalls verschiedene Werkzeuge zur Planung. „Wir zeichnen die Anlagen händisch in Autosketch, da uns dies die maximale Flexibilität in Sachen Grundriss, Belegung der Module und Störflächen bietet“, sagt er. „Gerade dann, wenn auch mal mehrere Dachflächen zu belegen sind. Darüber hinaus können wir direkt Bilder, Wechselrichterverschaltungen, Informationen zu Zusatzarbeiten oder auch Skizzen der Unterkonstruktion mit einfügen. Planungstools, die wir kennen, sind da meist mit unseren vorgefertigten Stücklisten und Verschaltungstabellen der Wechselrichter nicht kompatibel. Beim Zeichnen mit Autosketch fließt außerdem unsere Erfahrung von über 7.000 Anlagen mit ein.“ Die erstellte Zeichnung dient den Installateuren vor Ort als Planungsskizze. Für das Berechnen von Verschattungsobjekten oder auch sonstigen Störflächen nutzt Wirsol wiederum PV-Sol. „Für die Planung der Unterkonstruktion arbeiten wir mit vorgefertigten Stücklisten“, erklärt Geigle weiter. „Die Wechselrichterauslegung erstellen wir nach Herstellervorgaben.“ Wirsol matcht außerdem die von PV-Sol errechneten Ertragswerte mit Referenzwerten aus eigenen Anlagen, um bei der Ertragsprognose wirklich nicht danebenzuliegen.
Kein Nutzer gleicht dem anderen
Wirsol sieht beim Thema Eigenverbrauch die Herausforderung in der individuellen Berücksichtigung des Lastprofils. Kein Nutzer gleicht dem anderen. Schon im vermeintlich typischen Einfamilienhaushalt gibt es die unterschiedlichsten Profile. „Die Kinder sind klein oder groß, es gibt ein Aquarium oder eine Sauna im Haus. Je nachdem ist auch das Lastprofil verschieden“, erklärt Dennis Koppenhöfer, Verkaufsleiter für den Privatkundenbereich von Wirsol. Um mit dem Zeitreihenmanagement, das Lastprofile mit sich bringen, effektiv umzugehen, arbeitet das Unternehmen mit der Softwarelösung Belvis von Kisters. Lastprofile, die größere Kunden vom Energieversorger bekommen, können importiert werden und in die Berechnung einfließen.
Wer sich von einem Tool alles verspricht, muss notwendigerweise an der einen oder anderen Stelle mit Einschränkungen rechnen. Silke Reichmann de Salas von Valentin Software erläutert dazu: „PV*SOL dient von seinem Aufbau her in erster Linie der dynamischen Simulation für Ertrags- und Wirtschaftlichkeitsprognosen. Alle Faktoren, die für diese Aufgabe berücksichtigt werden müssen, sind deshalb enthalten und in großer Detailtiefe ausgebaut, wie die 3-D-Verschattungsanalyse in PV*SOL Expert oder die differenzierte Betrachtung von Lastprofilen zur Simulation des Eigenverbrauchs in PV*SOL advanced.“
Tools für Wechselrichter
Reichmann de Salas verweist darauf, dass viele Anwender trotzdem parallel mit Tools der Wechselrichterhersteller arbeiten, um bei der Planung einer Anlage die spezifischen Auslegungsregeln eines Wechselrichterherstellers berücksichtigen zu können. Auch statische Berechnungen, die im Zusammenhang mit der Unterkonstruktion anfallen, sind nicht primär Aufgabe der Ertragsprognose und deshalb mit speziellen Statiktools der Hersteller genauer und normgerechter zu lösen. „Daher arbeiten wir bei PV*SOL Expert zunehmend mit Schnittstellen zu Tools von Montagesystemherstellern“, berichtet Reichmann de Salas.
Lastprofile in der Planung
Seit Eigenverbrauchslösungen so schwer im Trend liegen, kommt ein weiteres komplexes Element in die Planung. Lastprofile müssen für den jeweiligen Verbrauch individuell ermittelt und in die Planung einbezogen werden. Diese Lastprofile sind im typischen Einfamilienhaus ganz andere als im Gewerbebereich. Es kommt nicht nur auf den Umfang des möglichen Eigenverbrauchs an, sondern auch auf die Tageszeit, in der der mögliche Eigenverbrauch sein Maximum erreicht. Feiertage, Schulferien, Wochenenden sind darüber hinaus Zeiträume, in denen das individuelle Lastprofil vom eigenen Durchschnitt stark abweichen kann.
Darauf haben die Hersteller entsprechender Lösungen reagiert. Das seit Juni verfügbare Programm PV-Sol advanced 6.0 von Valentin Energiesoftware bietet die Möglichkeit, Lastprofile in einer viertelstündlichen oder minütlichen Auflösung zu importieren, und kann auch die Stromspeicherung in Batteriesystemen abbilden.
Speicher simulieren
Auch die Software Polysun des Schweizer Herstellers Vela Solaris bietet die Simulation von Energiespeicherung und die Optimierung des Eigenverbrauchs. Aber auch Systemanbieter haben hier ihre eigenen Kompetenzen entwickelt. So hat Conergy sein Auslegungstool um die Planung des Eigenverbrauchs erweitert. Die Hamburger haben verschiedene Lastprofile für Privathaushalte und unterschiedliche Gewerbebetriebe, Krankenhäuser oder Schulen als Referenzdaten hinterlegt. Der Planer ist aber auch in der Lage, das spezielle Lastprofil des Gebäudes in die Dimensionierung der Anlage mit einzubeziehen, wenn es denn vorhanden ist.
Die meisten Installateure haben ihren individuellen Weg gefunden, wie sie die Anlagen planen und auslegen. Für sie haben sich die unterschiedlichsten Bausteine und Kombinationen bewährt. Ob allumfassende Universallösungen die bisher genutzten unterschiedlichen Programme ersetzen, bleibt fraglich.
Kurz nachgefragt
Ganzheitliche Betrachtung von Gebäuden
Was sind momentan die Herausforderungen, wenn es um die Planung von Solaranlagen geht?
Lutz Blaich: Wir stellen ganz klar einen Wandel in der Nachfrage fest. Es geht weg von der maximalen Belegung mit Maximierung der Einspeisevergütung hin zu einer ganzheitlichen Betrachtung des Gebäudes mit seinen Funktionen, seinen Strom-, Wärme- und Kältelasten und seinen Speichermöglichkeiten. Uns freut das, bieten wir doch gerade in diesem Segment passende Lösungen. Die Kunden überlegen ganz genau, wofür sie ein Produkt brauchen und wie es in Wechselwirkung mit der Gebäudefunktion steht.
Worin sehen Sie in Zukunft die Trends bei der Planung?
Zukünftig werden die Lebenszykluskosten noch mehr in den Mittelpunkt der Betrachtung rücken. Alle Kosten, die im Lebenszyklus eines Produktes, einer Anlage oder eines ganzen Gebäudes anfallen, gilt es zu betrachten. Der fokussierte Blick auf die Investitionskosten wird mehr und mehr einer ganzheitlichen Betrachtung weichen. Energiekosten, Wartungskosten, Kapitalkosten und andere Faktoren wie Förderungen und Ähnliches werden bereits in der Planung ermittelt und berücksichtigt und im Konzept optimiert. Für diese Herausforderungen sind unsere Produkte gut gerüstet und werden in diesem Sinne beständig weiterentwickelt.
Das Gespräch führte Petra Franke.
im Überblick
Einige Tools zur Planung
Levasoft
Auch Statik berechnet
Das Produkt Solar.Pro.Tool von Levasoft kann alle Schritte der Auslegung einer Anlage übernehmen. Der Schwerpunkt liegt allerdings auf der Auslegung des Montagesystems. So wird bei dachparalleler Auslegung für jeden Anbindungspunkt die genaue Statik berechnet und angezeigt. Die gesamte Planung erfolgt über das Internet auf der Levasoft Cloud. So können Planer und Installateur die Daten sowohl im Büro als auch auf dem Dach abrufen.
Solarschmiede
Standardisierte Lastprofile
Die Münchner Solarschmiede bietet die herstellerunabhängige Auslegungssoftware PVscout 2.0 Premium. Bei der Planung des Eigenverbrauchs können standardisierte Lastprofile herangezogen werden. Die Berechnung des Speichers erfolgt aufgrund des ausgewählten Lastgangs, des Gesamtjahresverbrauchs und der gewünschten Eigenverbrauchsquote. Im nächsten Programm-Update wird auch der Import von individuellen Lastprofilen möglich sein.
Hottgenroth
Simulation mit Eigenverbrauch
Das Kölner Softwareunternehmen Hottgenroth/ETU bietet mit PV Simulation 3D eine umfassende Softwarelösung, mit der eine Auslegung geplant, die Anlage simuliert und der voraussichtliche Ertrag errechnet werden kann. Es bietet außerdem eine Schnittstelle zum Einlesen von Lastprofilen für den Eigenverbrauch.
Valentin Energiesoftware
Einbindung von Batterien
Das Berliner Unternehmen Valentin Energiesoftware bietet mit dem Planungsprogramm PV-Sol Advanced 6.0 eine Lösung, mit der sich Eigenverbrauch und Speicherung in Batteriesystemen abbilden lassen. Darüber hinaus können viertelstündliche oder minütliche Lastprofile importiert werden.
Beim Eigenverbrauch gleicht kein Nutzer dem anderen. Schon im vermeintlich typischen Einfamilienhaus gibt es die unterschiedlichsten Lastprofile, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen.
Levasoft kann mit seiner Software vielfältige Dachformen abbilden, zum Beispiel die Auslegung von Anlagen auf polygonen Flachdächern inklusive der Ballastierung.
Dr.-Ing. Lutz Blaich
ist Entwicklungsleiter bei Hottgenroth. Das Kölner Unternehmen bietet diverse Softwareprodukte in den Bereichen Planung, Energieeffizienz und Simulation von Gebäuden und TGA an, unter anderem auch eine herstellerunabhängige Simulation zur Planung und Auslegung von Photovoltaikanlagen.
Valentin Energiesoftware aus Berlin stellt den Jahresverlauf der Solarerträge, des Energieverbrauchs oder der Netzeinspeisung als Verläufe dar. Diese Form der Darstellung erlaubt den schnellen Vergleich
Hottgenroth/ETU hat in die PV Simulation 3D auch dreidimensionale Darstellungen integriert. Auf diese Weise lassen sich die Anlagen praxisnah bewerten.
Mit dem Feature EnergyOPT der Planungssoftware Plan4SolarPV 4.0 können Solarteure das individuelle Lastprofil der Anlagen ihrer Kunden präzise erfassen.
