Shinetime ist für den Fall gebaut, in dem die Umgebung über das Ergebnis entscheidet: enge Bebauung, Nachbargiebel, Bäume, Hanglage.
01
Datengrundlage
Alles, was den Schatten wirft, kommt aus einer Vermessung oder wird als Annahme benannt.
Amtliche LoD2-Gebäudemodelle aller sechzehn Bundesländer, mit erfassten First- und Traufhöhen und echten Dachformen. Höfe und Lichtschächte sind ausgeschnitten, nicht zugebaut.
Wo keine LoD2-Daten vorliegen, werden OpenStreetMap-Grundrisse mit ihren Höhen extrudiert. Woher eine Höhe stammt, steht am Gebäude: gemessen, aus Stockwerken, oder angenommen.
Geländemodell DGM1 aus derselben Vermessung und demselben Höhenbezug, so dass Gebäude auf dem Boden stehen und nicht darüber schweben. Weltweit ein 30-Meter-Modell als Rückfall.
Bäume aus Baumkataster und OpenStreetMap mit Kronenhöhe und Kronenbreite. Sechs Baumarten zum Selbstsetzen, jeweils mit Sommer- und Winterkrone.
Stündliche Strahlung und Temperatur aus PVGIS auf Basis des SARAH3-Referenzjahrs, für jeden Ort der Welt. Vorberechnete Zellen für Deutschland, alles andere wird beim ersten Aufruf geholt.
02
Verschattung
Zwei Felder: die Szene in der Nähe und das Gelände in der Ferne.
Verschattung über den Tag
Der Zeitregler über einen Wintertag.
Der Schattenverlauf über den Tag für jedes Datum, in derselben Szene, in der du arbeitest. Der Zeitregler nimmt den Tag und das Jahr, auch über Mitternacht hinweg, und ein Jahr wie 2040 lässt sich tippen.
Für die Rechnung wird jeder Modulpunkt für jede Stunde des Jahres gegen Gebäude, Bäume, Gelände und alles, was du gesetzt hast, geprüft: bis 4 km Reichweite in der Szene.
Darüber hinaus der Geländehorizont: 360 Richtungen, bis 50 km hinaus, mit Erdkrümmung und Refraktion. Ein Kamm 15 km entfernt, 7,6 Grad über dem Horizont, nimmt im Winter Stunden.
Solar Access als Anteil der tatsächlich besonnten Stunden, der sichtbare Himmelsanteil je Fläche, Direkt- und Diffusanteil getrennt. Der Diffusanteil wird nach Perez in seine drei Teile zerlegt, jeder mit seiner eigenen Abschattung.
Wenn sich ein Baum oder ein Nachbar ändert, rechnet die betroffene Fläche nach. Was unverändert ist, bleibt stehen.
03
Belegung
Module werden gelegt, nicht geschätzt.
Module legen
Automatische Belegung, dann von Hand nachgearbeitet.
Ein Klick auf das Dach findet die ganze Dachfläche: alle Dreiecke in derselben Ebene, bis zur Kante des Gebäudes. Doppelhäuser unter einem Dachpolygon werden an der Grundstücksgrenze getrennt.
Auf geneigten Flächen liegen die Module flach in Reihen entlang der Traufe. Auf Flachdächern stehen sie aufgeständert in deiner Neigung und Ausrichtung, mit einem Reihenabstand, bei dem sich am Mittag der Wintersonnenwende keine Reihe selbst verschattet.
Randabstand, Kamine, Dachfenster und alles, was du setzt, werden freigehalten. Acht Reihenversätze und beide Orientierungen werden probiert, die meisten Module gewinnen.
Verschieben, löschen, selbst setzen: Module rasten an ihre Nachbarn, zeigen ihren Abstand zur Dachkante und bleiben auf der Fläche. Rückgängig gibt es je Dachfläche.
Module aus einer Auswahl der gängigen Formate, oder mit eigenen Watt und Glasmaßen. Der Wirkungsgrad wird daraus abgeleitet, nie getippt, damit ein Modul sich nicht selbst widerspricht.
Jedes Modul bekommt sein eigenes Jahr. Das schwächste wird benannt, Module unter 80 Prozent des besten gemeldet, und auf dem Dach siehst du alle nach Ertrag eingefärbt.
04
Verschaltung
Die Elektrik entscheidet, was vom Licht übrig bleibt.
Drei Elektroniken auf einem freien Dach
Dieselben Module, nichts im Weg. kWh je kWp und Jahr.
Auf einem freien Dach verlieren Optimierer und Mikrowechselrichter ihren Vorsprung: beide behalten 99,3 % je Stunde, der Mikrowechselrichter nie mehr als seine Nennleistung. Wo Schatten liegt, dreht sich das Bild, und genau das rechnet die Karte.
Als Tabelle
Kategorie
kWh/kWp
String-Wechselrichter
1.122
Optimierer
1.115
Mikrowechselrichter
1.115
Strings je Dachebene, nie über eine Ebene hinweg, auf den MPP-Eingängen des Wechselrichters. Mehr Strings als Eingänge gehen parallel, in gleicher Länge, wo die Zahl es erlaubt.
Die Zellstrings mit ihren Bypass-Dioden sind modelliert: ein verschattetes Modul von zehn kostet sich selbst, ein überwiegend verschatteter String fällt auf den Strom des Schattens.
Der Wechselrichter wird automatisch gewählt: der kleinste im Katalog, dessen Spannungsfenster und Eingänge alle Strings tragen und dessen AC-Leistung die kWp höchstens 1,3-fach übersteigt. Oder du wählst selbst und bekommst gesagt, was nicht passt.
Stringlängen werden gegen das Spannungsfenster geprüft: Leerlauf bei minus 10 Grad unter der höchsten Spannung, Betrieb bei 70 Grad über dem unteren MPP-Rand. Jeder überschrittene Grenzwert ist eine Warnung.
String, Optimierer und Mikrowechselrichter werden immer alle drei gerechnet, in kWh im Jahr, in Mehrkosten gegenüber dem String und in Euro je zusätzlicher Kilowattstunde über zwanzig Jahre.
05
Haushalt und Speicher
Stunde für Stunde gegen den Verbrauch, mit Speicher dazwischen.
Ein Jahresverbrauch und eines von fünf Lastmustern. Daraus Eigenversorgung, Einspeisung und was weiterhin gekauft wird.
Sechs Speichergrößen im Vergleich, der mit dem meisten Ertrag nach zwanzig Jahren markiert.
Strompreis und Einspeisevergütung aus dem EEG nach Anlagengröße, oder getippt. Die Kappung der Einspeisung auf 60 Prozent der kWp ohne Smart Meter wird stundenweise gerechnet, der Speicher lädt zuerst.
Die Stromrechnung ohne und mit Anlage nebeneinander, und der Saldo nach zwanzig Jahren in ganzen Euro.
Mit allem, was das ist: eine Dimensionierungshilfe mit stehenden Preisen, ohne Abzinsung, ohne Alterung, mit einem Muster statt einem Zähler. Das steht auf der Karte und im Bericht.
06
Der Bericht
Ein Gebäude je Seite, A4, zum Drucken oder als PDF.
Der Bericht
Der Bericht blättert: Dach von oben, Flächen, Monate, Strings, Speicher, Annahmen.
Das Dach von oben mit den Modulen in den Farben ihrer Strings, dazu eine Schrägansicht.
Die Dachflächen mit Neigung, Ausrichtung, Fläche und Ertrag. Der Monatsverlauf. Das Modul, die Strings, die Eingänge mit ihren Spannungen und Strömen.
Der Vergleich der Wechselrichter, der Speichervergleich, die Stromrechnung.
Und am Ende die Annahmen. Alle. Damit der Bericht in einem Gespräch standhält.
Was ausgewiesen wird
Jede Annahme steht neben der Zahl
Wenn eine Flachdachfläche mit 30 Grad nach Süden angesetzt wurde, steht das dort. Wenn ein Gebäude ohne gemessene Höhe aus Stockwerken hochgerechnet ist, steht das am Gebäude. Wenn der Wechselrichter zu klein für die kWp ist, steht das auf der Karte und im Bericht, in Amber, und bleibt stehen, bis du es geändert hast.