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arcAKTUELL 2.2012 - Erde 2.0 - GIS und Natur

44 schulen und universi t ä t en Berechnung und Darstellung des Schattenwurfs von Windkraftanlagen… … nutzbar für jeden als App im Browser oder auf dem Smartphone Die Energiewende wirft Ihre Sonnenstrahlen nicht nur voraus, sondern manchmal auch weit über das Land, vor allem morgens oder am späten Nachmittag, wenn man sich im Eigenheim am Tisch im Wintergarten ei- nen Kaffee oder Tee vor oder nach der Arbeit gönnen möchte. Was wäre da störender als der immer wiederkehrende Schattenwurf einer Windkraftanlage, die wenige Jahre nach dem Bau des Eigenheims ganz in der Nähe aufgestellt wurde? Um dem vorzubeugen, wurden in Deutschland Richtlinien im Bundes- Immissionsschutzgesetz erlassen, die eine Beschattung von Siedlungs- räumen von maximal 30 Minuten pro Tag und 30 Stunden pro Jahr ge- statten. Windparkplaner und Gutachter werden diesen Vorgaben schon seit vielen Jahren gerecht, indem sie spezielle Planungssoftware einset- zen, die den Schattenwurf einer einzelnen Windkraftanlage für jeden Zeitpunkt im Laufe eines Jahres auf die Minute genau und für das ge- samte Jahr in Form einer sogenannten Schmetterlingskarte berechnet. Unter Berücksichtigung aller physikalisch relevanten Voraussetzungen, die mit einer solchen Berechnung einhergehen, konnte das gesamte Berechnungsverfahren zunächst auf Basis von ArcGIS Desktop im Rah- men einer Diplomarbeit des Esri Mitarbeiters Falko Martin nachgebil- det werden. Melanie Otto gelang es anschließend, den Berechnungsalgorithmus auf ArcGIS Server zu übertragen und im Rahmen einer Webanwendung auf Basis von JavaScript für jeden online nutzbar zu machen. Die ­leichte und intuitive Handhabbarkeit der Webanwendung gestattet es jedem Nutzer sofort, eine Windkraftanlage in der Karte zu positionieren und den Schattenwurf über zwei einfach zu bedienende Schieberegler für jeden Zeitpunkt im Laufe eines Jahres zu simulieren. Unterschiedliche Kombinationen von Turmhöhen und Rotorblattdurchmessern können mit Dropdown-Menüs ausgewählt werden. Mit der Nutzung der Schie- beregler kann man den Schatten sogar in der Karte „wandern“ sehen. Um sich einen schnellen Eindruck über die Gesamtausdehnung des Schattenwurfs für das vollständige Jahr zu verschaffen, wurde eine ein- fache Möglichkeit der Berechnung entwickelt. Dafür reicht es aus, den Haken bei „Jahresvorschau an/aus“ zu aktivieren. Da der Algorithmus mathematisch relativ komplex ist und mit einer Anzahl von über 527.000 Iterationen (Minuten im Jahr) zu viel Zeit verstreichen würde, um sich ei- nen schnellen Überblick verschaffen zu können, wurde ein Berech- nungsintervall von einer halben Stunde an 20 Tagen im Jahr gewählt. Zwar entstehen auf diese Weise Lücken in der Schmetterlingskarte, aber dafür wird das Ergebnis innerhalb weniger Sekunden berechnet und die maximal relevante Ausdehnung des Schattenwurfs sehr gut dargestellt. Dem aufmerksamen Betrachter wird hierbei der an den Außenkanten abgeschnittene Verlauf sicherlich schnell ins Auge fallen. Er resultiert da- raus, dass das menschliche Auge den Schatten ab einer Entfernung von circa 1.300 Metern nicht mehr wahrnimmt. Auf Basis dieser Anwendung ist der Nutzer zudem in der Lage, verschiedene Basemaps, die über ArcGIS Online bereitgestellt werden, als Hintergrundkarten oder alle Windkraftanlagen, die im OpenStreetMap-Datensatz zur Verfügung ste- hen, einzublenden und Entfernungen zu messen. Für eine spätere Weiterentwicklung dieser App sind bereits verschiede- ne Verbesserungen wie die Auswahlmöglichkeit für eine feineren Gra- nularität der Turmhöhen und Rotorblattdurchmesser, den Ausgleich des derzeit noch leicht zackigen Verlaufs der „Schmetterlings-Außenkante“ und die Berücksichtigung der topografischen Gegebenheiten ange- dacht. Melanie Otto wurde für diese Arbeit mit dem Ehrenpreis beim bundes- weiten Wettbewerb Apps für Deutschland ausgezeichnet. Karsten Lessing Esri Deutschland GmbH Kranzberg ++ ArcGIS Online Informationen über meinen „Weltwärts“-Freiwilligendienst in Armenien Nach dem Abitur habe ich mich entschlossen, im Rahmen eines einjäh- rigen Freiwilligendienstes nach Armenien zur „Foundation for the Pre- servation of Wildlife and Cultural Assets“ (FPWC) zu gehen. Über das vom Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit (BMZ) ins Leben gerufene „Weltwärts“-Programm begann ich meinen entwick- lungspolitischen Freiwilligendienst im August 2011. Armenien ist ein kleines Land, das an der geografischen, politischen und kulturellen Grenze zwischen Europa und Asien, zwischen Christen- tum und Islam liegt – in einem Gebiet mit einer langen und spannen- den Geschichte, reichem kulturellem Erbe, einem immer noch spürba- ren sowjetischen Einfluss und einer interessanten politischen Situation. Die südliche Kaukasusregion besitzt eine einzigartige Artenvielfalt und gehört zu den sogenannten Biodiversitäts-Hotspots der Erde, deren Bestand und Erhalt besonders stark bedroht sind. Die FPWC hat es sich zur Aufgabe gemacht, durch vielseitige Projekte die Schutzbedürftig-

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