Die Planung von Photovoltaikanlagen ist für den gestandenen Experten längst keine Herausforderung mehr. Schließlich sind jede Menge Softwareprogramme auf dem Markt und fast alle Montagehersteller haben ihr eigenes Auslegungstool entwickelt, mit dem die Installateure die Module auf dem Dach planen können.
Die Tools funktionieren in der Regel für einfache Gebäude sehr gut. Doch wenn es beispielsweise darum geht, Dächer mit vielen kleinen Störflächen zu bebauen oder auch Details miteinzuplanen, stoßen sie an ihre Grenzen. Denn die Programme arbeiten in der Regel mit Daten aus Google Maps. „Diese Satellitenaufnahmen sind zu grob, um beispielsweise ein Schneefanggitter oder ein schmales Lüftungsrohr zu erkennen. Dazu kommt noch, dass die Daten nicht selten veraltet sind und neuere Dachaufbauten nicht dargestellt werden. Auch bei Schrägdächern kann der Planer zwar von oben die Außenmaße des Gebäudes erkennen. Die eigentliche Dachfläche muss er aber aufgrund der Schräge abschätzen. Dies geht, indem er die Dachziegel zählt. Doch das ist sehr fehleranfällig und bei größeren Schrägdächern kaum noch möglich“, erklärt Thomas Bücheler, Geschäftsführer von Airteam Aerial Intelligence.
Gesamtes Gebäude nachstellen
Er hat zusammen mit seinem Team eine Möglichkeit entwickelt, auf einfachem Wege hochaufgelöste dreidimensionale Modelle von Dächern und Gebäuden zu erstellen. Dazu werden mit einer Drohne Bilder vom Gebäude aus vielen unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen. „Das dauert bei einem Einfamilienhaus nicht länger als fünf Minuten“, weiß Thomas Bücheler.
Aus den aufgenommenen Daten entsteht danach am Computer ein dreidimensionales Modell des Daches und des Gebäudes. Da die Bilder mit GPS-Daten verknüpft sind, kennt der Computer die Abstände der einzelnen Bilder zueinander und die Position im Raum. Daraus kann er das gesamte Gebäude digital konstruieren. „Zur Erstellung des 3D-Modells nach der Aufnahme der Bilder mit der Drohne haben wir Computeralgorithmen entwickelt, die auf dem Dach alle Stör- und Verschattungselemente wie Schornsteine, Lüftungsrohre, Dachfenster genauso erkennen wie Dachkanten“, erklärt Thomas Bücheler. Auf diese Weise bekommt der Planer sehr präzise Informationen, in welchen Bereichen er Module einplanen kann – inklusive Verschattungsanalyse.
Bis auf einen Zentimeter genau
Photogrammetrie nennt sich das Prinzip, das für die Erstellung des dreidimensionalen Modells genutzt wird. Dabei werden zeitversetzt Bilder aufgenommen und später am Computer überlappend zusammengefügt. „Für größere Objekte nutzen wir noch eine weitere Technologie, die Echtzeitkinematik, um noch deutlich genauere Modelle zu erstellen. Damit erreichen wir eine Datengenauigkeit von bis zu einem Zentimeter“, erklärt Thomas Bücheler.
Bei der Echtzeitkinematik oder Real Time Kinematic (RTK) werden Positionskoordinaten auf der Erde mithilfe von mehreren geostationären Navigationssatelliten bestimmt. Ohne diese RTK-Technologie erreicht Airteam aber immer noch eine Präzision des Modells auf zwei bis zehn Zentimeter genau. Bei der Nutzung einfacher Satellitendaten liegt die Genauigkeit zwischen 30 und 50 Zentimeter.
Auch Fassaden planen
Dazu kommt noch, dass das Modell dreidimensional ist und nicht nur zweidimensional wie bei einer einfachen Satellitenaufnahme. Dadurch werden auch Schrägen sichtbar und können präzise ausgemessen werden.
Da das gesamte Gebäude als 3D-Modell erstellt wird, lassen sich bei dieser Genauigkeit auch Solarfassaden planen. Schließlich kommt es bei diesen Anlagen darauf an, dass das Fugenmaß präzise eingehalten wird, damit die Ästhetik nicht leidet. „Wenn die Fassade nicht allzu hoch ist, geht das zwar auch mit dem Laserscanner vom Boden aus. Bei höheren Fassaden bietet sich die Drohne aber regelrecht an“, sagt Thomas Bücheler.
Doch das dreidimensionale Modell bietet noch mehr Möglichkeiten. „Wir hatten beispielsweise eine Anfrage, bei der der Kunde auch die Kabellängen vom Dach bis in den Keller mitgemessen haben wollte. Wir gehen dann zwar nicht ins Gebäude hinein. Aber wir können die Höhe der Fassade genau messen und so die Kabelstrecken ermitteln. Wir hatten aber auch schon Projekte, bei denen wir das 3D-Modell mit einer eigenen Vermessung des Innenraums des Gebäudes kombiniert haben und so genau sehen konnten, wo welches Kabel verlegt werden muss. Das ist zwar noch etwas aufwendiger, aber dann hat der Planer einen kompletten digitalen Zwilling vom Gebäude.“
Komplettpakete entwickelt
Nachdem die Drohne das Gebäude erfasst und das 3D-Modell berechnet ist, kann Airteam die Maße in verschiedenen Dateiformaten liefern, um mit ihnen in den gängigen Planungsprogrammen wie beispielsweise PV Sol weiterzuarbeiten. Jüngst hat auch der Wechselrichteranbieter SMA eine Möglichkeit im Planungsprogramm Sunny Design geschaffen, um 3D-Daten zu importieren, die das Airteam erstellt hat. Es sind aber auch die verschiedenen CAD-Dateiformate möglich, mit denen die dreidimensionalen Modelle der Berliner auch in anderen Gebäudeplanungsprogrammen verwendet werden können.
Thomas Bücheler sieht das Angebot von Airteam als Ergänzung zum bisherigen Planungsprozess. „Es gibt viele Installationsbetriebe, die beziehen über uns die passenden Drohnen und fliegen selbst. Nach einem Tag Schulung kann jeder fliegen und digital vermessen. Wir haben dafür ein Komplettpaket entwickelt“, sagt der Airteam-Chef. Dieses Komplettpaket besteht nicht nur aus dem Fluggerät selbst, sondern beinhaltet auch eine Schulung inklusive Lehrmaterial. Hier werden alle Details rund um die Fliegerei inklusive des Umgangs mit thermischen Winden und anderen Eigenheiten in der Luft erklärt. Es werden auch die rechtlichen Vorgaben gelehrt, wer wann wo mit welcher Drohne und Genehmigung fliegen darf.
Flugschein inklusive
In den meisten Fällen ist keine behördliche Genehmigung notwendig. „Der Fall, den wir oder die Installateure mit dem Flug abdecken, ist in der Regel einfach möglich. Der Drohnenpilot braucht nur das Einverständnis des Grundstückseigentümers. Dies ist kein Problem, da der Grundstückseigentümer meist auch der Auftraggeber ist“, erklärt Bücheler. „Nur in der Nähe beispielsweise von Flughäfen ist eine Genehmigung notwendig. Schätzungsweise betrifft dies aber nur drei Prozent der Fälle, bei denen der Pilot jemanden informieren muss. In noch weniger Fällen ist eine Sondergenehmigung notwendig oder besteht tatsächlich ein Flugverbot.“
Zusätzlich zur Theorieschulung bekommt der künftige Drohnenpilot noch eine Einweisung in die Hardware und ein Flugtraining. Danach muss er noch eine Prüfung bestehen und kann auch schon loslegen. „Diese Prüfung kann der Kunde auch online ablegen, sodass er dafür nirgends hinfahren muss“, erklärt Bücheler.
Bildauswertung in Berlin
Will sich der Planer den Aufwand mit der eigenen Drohne nicht antun, bietet Airteam auch die Möglichkeit, einen erfahrenen Drohnenpiloten mit dem Befliegen des Gebäudes zu beauftragen. „Dazu arbeiten wir mit einem Netzwerk von Drohnenpiloten in ganz Europa zusammen“, sagt Bücheler. Innerhalb von ein bis zwei Tagen wird der Pilot dann die Drohnenbilder erstellen.
Die Analyse und das Zusammensetzen der aufgenommenen Bilder ist aber in jedem Fall die Aufgabe des Airteams im gesamten Planungsablauf. Denn das ist die Kernkompetenz der Berliner. Der Drohenpilot lädt dazu die Bilder auf die Airteam Fusion Cloud und löst einen entsprechenden Auftrag aus. Innerhalb von wenigen Stunden bis maximal zwei Tagen – je nach Auftragslage – bekommt er dann das dreidimensionale Modell des Gebäudes in dem Dateiformat übermittelt, das er für seine Weiterbearbeitung braucht.
Einfache Abrechnung mit Flatrate
Abgerechnet wird mit verschiedenen Modellen. Dies geht entweder in einer Einzelabrechnung. Hier wird die Dachfläche als Grundlage für die Abrechnung genommen. „Das ist vor allem für Planer attraktiv, die nur vereinzelt mit Drohnenaufnahmen und 3D-Modellen arbeiten – etwa nur, wenn sie Solaranlagen auf sehr komplexen Dächern planen“, sagt Bücheler. „Wir bieten aber auch monatliche Flatrates an, die sich an der Zahl der in einem Monat zu bearbeitenden Projekte orientiert.“
Dann zahlt das Planungsunternehmen nur einmal monatlich ein Kontingent und kann dann eine vorher festgelegte Anzahl von Projekten bearbeiten lassen. „Für die Planer und Installationsbetriebe rechnet sich das schon ab zwei bis drei Projekten pro Monat, da heruntergebrochen auf das einzelne Projekt der Preis geringer ist als bei der Einzelabrechnung“, weiß Thomas Bücheler. „Die Flatrates beginnen schon bei 150 Euro pro Monat. Die größte Flatrate, die wir derzeit haben, beträgt 5.000 Euro. Dafür bekommt der Planer aber auch 500 Berichte im Monat.“ Zudem kann die Flatrate monatlich ausgesetzt oder verringert werden, wenn der Auftragsbestand abnehmen sollte oder das Unternehmen eventuell Betriebsferien macht.
Software weiterentwickeln
Bei den Planern und Installationsbetrieben kommt das Modell sehr gut an. Das Airteam arbeitet schon fest mit über 100 Unternehmen der Solarbranche zusammen. „Wir haben mit den Flatrates im Februar 2022 begonnen und die Anzahl der Kunden hat sich seither verzehnfacht“, sagt Bücheler. Viele beziehen das Drohnenkomplettpaket von den Berlinern, die inzwischen Expertise gesammelt haben, welches Fluggerät für welchen Zweck das richtige ist.
Außerdem entwickelt das Airteam die Lösung immer weiter, um in Zukunft noch besser die einzelnen kleinen und kaum sichtbaren Objekte zu erkennen, etwa einen Blitzableiter. „Doch der nächste Schritt wird die Integration der 3D-Modelle in die Planungssoftware von noch mehr Partnern sein“, betont Bücheler. „Außerdem wollen wir immer mehr Funktionen in die Software integrieren.“ Denn aus den Kundengesprächen erfahren die Berliner immer wieder, was die Planer und Installateure noch brauchen, um die Planung weiter zu optimieren.•
