3,4 Millionen Solarpanels

 (tech.marksblogg.com)
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  • Der US-Datensatz zu Solarflächen wurde von GeoPackage nach Parquet konvertiert, um Dachanlagen, Anlagen und Panels gemeinsam zu analysieren; dabei wurden 3.429.157 Panel-Datensätze erfasst
  • Die Dachanlagen wurden auf 5.822, die Anlagen auf 18.980 Datensätze aufbereitet; die Koordinaten wurden nach EPSG:4326 umgewandelt und zusammen mit bbox und WKB-Geometrie gespeichert, um kartenbasierte Aggregationen und Visualisierungen zu ermöglichen
  • Sowohl für Dachanlagen als auch für Anlagen wurde die Verteilung mit H3-Heatmaps und Karten der jeweils dominanten Quelle verglichen; da sich Abdeckung und Grenzformen je nach Quelle unterscheiden, fallen die Erkennungsergebnisse selbst in derselben Region unterschiedlich aus
  • Bei den Dachanlagen konzentrierte sich modType fast vollständig auf c-si; im Anlagendatensatz wurden zudem die durchschnittlichen und maximalen AC/DC-Kapazitäten nach Installationsjahr von 1985 bis 2025 aggregiert
  • In der Panel-Visualisierung treten auch Ausnahmen zutage, etwa Spiegelstrukturen der Ivanpah Solar Power Facility statt echter Solarpanels, was sowohl den Nutzen als auch die Grenzen großskaliger Erkennungsdaten zeigt

Analysebereit aufbereiteter Datensatz

  • Mit GM-SEUS v2 ZIP herunterladen wurde eine 3,4-GB-ZIP-Datei heruntergeladen und die enthaltene GeoPackage-Datei extrahiert und verwendet
  • Die Projektion der GPKG-Datei wurde als +proj=aea +lat_0=23 +lon_0=-96 +lat_1=29.5 +lat_2=45.5 ... +units=m +no_defs bestätigt
  • Die Daten für Rooftop arrays, panels und arrays wurden jeweils in das Parquet-Format konvertiert; anschließend wurden die Koordinaten nach EPSG:4326 umgewandelt und zusammen mit bbox und WKB-Geometrie gespeichert
    • Im Konvertierungsprozess wurde für rooftop arrays DuckDB v1.4.4 verwendet; mit v1.5.1 trat eine Ausnahme auf
    • Beim Speichern wurden die Einstellungen ZSTD, COMPRESSION_LEVEL 22, ROW_GROUP_SIZE 15000 verwendet

  • Rooftop-arrays-Datensatz

    • Die Anzahl der Datensätze beträgt 5.822
    • In der Spaltenübersicht weist area einen NULL-Anteil von 2,77 % auf, mit einem Minimum von 15.0 und einem Maximum von 487111.0
    • azimuth, capMWAC, capMWDC, mount, tilt zeigen hohe NULL-Anteile von jeweils 89,63 %, 89,52 %, 87,12 %, 87,53 %, 90,64 %
    • instYr hat einen NULL-Anteil von 72,43 % und einen Wertebereich von 2003–2025
    • modType hat 2 eindeutige Werte: c-si und thin-film
    • Für Source wurden 15 eindeutige Werte gezählt

  • Panels-Datensatz

    • Die Anzahl der Datensätze beträgt 3.429.157
    • arrayID hat einen NULL-Anteil von 0,03 % und etwa 12.653 eindeutige Werte
    • panelID hat einen NULL-Anteil von 0,00 % und reicht bis zum Maximalwert 3.429.157
    • pnlSource hat 5 eindeutige Werte, Source hat 12 eindeutige Werte
    • Für rowArea wurde ein Bereich von 15.01–9982.68, für rowAzimuth von 90.0–540.0, für rowLength von 3.96–737.38 und für rowWidth von 0.45–135.33 ermittelt
    • rowSpace hat einen NULL-Anteil von 1,27 % und einen Wertebereich von 0.01–20.0
    • rowMount hat 3 eindeutige Werte

  • Arrays-Datensatz

    • Die Anzahl der Datensätze beträgt 18.980
    • arrayID hat etwa 16.914 eindeutige Werte, der Maximalwert beträgt 18.980
    • avgAzimuth, avgLength, avgSpace, avgWidth haben alle denselben NULL-Anteil von 32,88 %
    • capMWAC hat einen Maximalwert von 1128.931, capMWDC einen Maximalwert von 1467.61, capMWDCest einen Maximalwert von 1758.501
    • effInit hat einen NULL-Anteil von 0,07 % und einen Wertebereich von 0.09–0.21
    • instYr reicht von 1985–2025, instYrEst weist bei einem NULL-Anteil von 0,32 % einen Bereich von 2003–2025 auf
    • mount hat 9 eindeutige Werte, modType 3 und Source 10
    • tilt und tiltEst haben beide einen NULL-Anteil von 46,39 %
    • totArea liegt im Bereich 30–19.603.313, totRowArea im Bereich 30–8.537.538

Dach-Solaranlagen

  • Der Rooftop-arrays-Datensatz wurde als Heatmap auf Basis von H3-Level 4 visualisiert
  • Nach Quelle entfallen die meisten Datensätze auf OSM 2.175, CECSFC 1.835, TZSAM 1.024, USPVDB 485
    • Zusätzlich wurden GRW 93, GMSEUSdigArraysPanels_v2_0 54, gspt 46, SAM 43, GMSEUSgeoref_v2_0 24, CCVPV 16, GPPDB 15, CWSD 10, InSPIRE 2 gezählt
  • Für jedes H3-Level-3-Hexagon wurde die dominante Quelle separat berechnet und auf der Karte dargestellt
  • In der Kreuztabelle von mount und modType konzentriert sich modType fast vollständig auf c-si
    • fixed_axis erscheint als c-si 381, thin-film 2
    • single_axis ist c-si 210, dual_axis ist c-si 33, unknown ist c-si 98
    • Zeilen mit NULL in mount sind mit c-si 5096 am häufigsten
  • Für die Flächenstatistik nach Installationsjahr wurden nur Zeilen mit instYr verwendet; aggregiert wurde der Bereich 2003–2025
    • Für 2011 ergibt sich count 46, eine Durchschnittsfläche von 41.511 und ein Maximum von 487.111
    • Für 2017 ergibt sich count 105, ein Durchschnitt von 20.882 und ein Maximum von 315.564
    • 2018 hat mit count 225 die meisten Einträge pro Jahr, mit einem Durchschnitt von 13.584 und einem Maximum von 152.636
    • Für 2025 wurden count 148, ein Durchschnitt von 12.363 und ein Maximum von 135.270 erfasst

Footprints von Dachanlagen

  • Auf einer Karte von Los Angeles bis Long Beach wurden die Erkennungsergebnisse farblich nach Quelle unterschieden dargestellt
  • Einige Quellen zeichnen Gebäudeumrisse konservativ nach
  • Andere Quellen haben Grenzen in einer organischeren Form
  • Die Quelle gspt stellt Erkennungsergebnisse als grobe Kreise dar
    • Im Beispielbild sind vier Lagerhallen mit Dachpanels zu sehen, die Erkennung zeigt jedoch nur zwei große Kreise
  • Im Großraum Los Angeles bleiben viele Dachanlagen unerkannt
    • Dieser Datensatz umfasst nur etwa 5K Einträge und bietet daher noch viel Spielraum für breitere Abdeckung

Anlagen und Panels

  • Auch der Arrays-Datensatz wurde als Heatmap auf Basis von H3-Level 4 visualisiert
  • Nach Quelle wurden die Datensätze in der Reihenfolge OSM 5.222, USPVDB 4.024, TZSAM 3.278, CECSFC 2.288 gezählt
    • Danach folgen GMSEUSgeoref_v2_0 1.697, GMSEUSdigArraysPanels_v2_0 1.291, GRW 957, CCVPV 155, CWSD 68
  • Für jedes H3-Level-3-Hexagon wurde die dominante Quelle berechnet und auf der Karte dargestellt
  • Selbst bei nahe beieinanderliegenden Solarparks können die Erkennungsquellen unterschiedlich sein
  • Der Arrays-Datensatz erfasst nicht alle Solarparks; zudem gibt es Datensätze, die nur Anlagengrenzen enthalten und die Panels selbst nicht anzeigen
    • Im Beispiel -118.355, 34.837 sind die Panels violett dargestellt
  • In der Statistik der Anlagenkapazitäten nach Installationsjahr wurden AC/DC-Durchschnitt, Median und Maximum gemeinsam aggregiert
    • Für 1985 wurden count 1, ACavg 14, DCavg 17 erfasst
    • Für 2014 wurden count 913, ACavg 6, DCavg 7, ACmax 586, DCmax 752 erfasst
    • Für 2020 wurden count 1673, ACavg 11, DCavg 15, ACmax 638, DCmax 829 erfasst
    • Für 2021 steigen die Werte auf count 1705, ACavg 19, DCavg 24
    • Für 2023 ergeben sich count 2017, ACavg 34, DCavg 44, ACmax 1095, DCmax 1423
    • Für 2024 wurden count 730, ACavg 37, DCavg 44 erfasst
    • Für 2025 wurden count 152, ACavg 18, DCavg 23, ACmax 1129, DCmax 1468 erfasst

Panel-Visualisierung und Ausnahmen

  • In einem Solarpark in Kalifornien bei -115.47, 35.57 wurde das Feld azimuth als Gradient visualisiert
  • Dieses Erkennungsergebnis ist zwar im Panels-Datensatz enthalten, doch in den Hacker-News-Kommentaren wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der Struktur nicht um Panels, sondern um Spiegel handelt, die zur Ivanpah Solar Power Facility gehören
  • Auch in anderen Parks wird dieselbe Art der Visualisierung gezeigt
  • In Wüstenregionen sind großflächig musterartige Strukturen wie Mikrochips zu sehen

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1 Kommentare

 
GN⁺ 6 일 전
Meinungen auf Hacker News

  • Es ist ziemlich überraschend, dass es in heißen, sonnenreichen Bundesstaaten wie Florida kaum Solarmodule gibt.
    In Florida gibt es zwar merkwürdige Gesetze, die das ausbremsen, aber Anlagen unter 10 kW lassen sich dort noch relativ einfach installieren.
    Jemand, den ich kenne, hat eine Anlage unter 10 kW installiert und kommt trotz alter, ineffizienter Klimaanlage, einfach verglaster Fenster und schlechter Dachdämmung auf 97 % Off-Grid.
    Der größere Grund war weniger die Stromkostenersparnis als die Vorsorge gegen Stromausfälle nach Hurrikans.

    • Man sollte die Politisierung erneuerbarer Energien nicht unterschätzen.
      Man denkt, Energie, die fast kostenlos ist, müsste sich von selbst verkaufen, aber schon wenn man in ländlichen Regionen Solar erwähnt, kommen sofort gehässige Reaktionen nach dem Muster „Und was ist dann mit x?“
    • Ironischerweise sind in Florida auch Hurrikans ein Grund dafür, dass es dort wenig Solar gibt.
      Im Miami-Dade County sind für gewerbliche Solaranlagen zum Beispiel hurrikangeprüfte Montagesysteme vorgeschrieben, die Windgeschwindigkeiten von über 160 mph standhalten müssen, was die Installationskosten stark erhöht.
      Auch bei Wohnhäusern scheuen viele Versicherer Policen, wenn wegen der Hurrikans Solaranlagen auf dem Dach installiert sind.
    • Ich meinte mich zu erinnern, dass Florida bei der Solarstromproduktion ziemlich weit oben lag, und das stimmt auch.
      Aktuell ist es Platz 3: https://seia.org/solar-state-by-state/
    • In Alabama ist Regulatory Capture so stark, dass die Gebühren für netzgekoppelte Solaranlagen höher sind, als einfach Strom von Alabama Power zu kaufen.
    • Noch weniger verstehe ich Hawaii.
      Dort gäbe es die Chance, weltweit führend bei der Elektrifizierung zu sein, eigentlich müssten an fast jedem Gebäude Module hängen.
      Trotzdem importiert man Bunkeröl, verbrennt es direkt am Kraftwerkskai und versorgt damit die ganze Insel mit Strom.

  • Ich lebe Off-Grid und betreibe ein System mit 7-kW-Modulen, einer 48-V-Lithiumbatterie mit 40 kWh und einem Backup-Generator, den ich fast nie benutze.
    Weil ich sparsam mit Strom umgehe und alles ausschalte, was ich nicht brauche, ist der Generator fast nie nötig.
    Ich habe alles selbst installiert; es gibt viele Kleinigkeiten, aber wirklich schwierig war die Arbeit nicht.
    Man muss nur nach und nach lernen, wie man Steckverbinder korrekt verbindet, Kabelquerschnitte auswählt, Kabelschuhe verpresst sowie Erdung und Schutzschalter richtig ausführt.
    Jetzt will ich noch ein System für das Dach eines Nebengebäudes ergänzen, das Wasserpumpe und Bewässerung für den Lebensmittelanbau versorgt.
    Das wird einfacher, weil es nur eine einzige 48-V-Lithiumbatterie nutzt, aber ich will weiterhin Victron-Hardware einsetzen und alles zur Überwachung an ein Cerbo anschließen.
    Selbst wenn ich dieses Haus verkaufen und an einen Ort mit Netzstrom ziehen würde, würde ich vermutlich als Erstes wieder die Stromleitung kappen und ein eigenes System bauen.

    • Ich würde gern wissen, welche Inverter-Hardware du verwendet hast.
      Ich experimentiere mit einem günstigen importierten 120VAC-3600W-Inverter und zwei in Reihe geschalteten 100Ah-AGM-Batterien in einer 24VDC-Konfiguration.
      Das ist ein provisorisches System mit mobilem Rahmen, 200A-Sicherung und -Leistungsschalter, #2-AWG-Kabeln, einer einzelnen Erdungsschiene, AC-Ein- und -Ausgang und einem einfachen Voltmeter.
      Die Module hatte ich testweise kurz im Garten aufgebaut, aber in der Stadt war die Sonneneinstrahlung schlecht, und nach zwei Tagen habe ich alles vor dem Regen wieder abgebaut, daher konnte ich nicht richtig messen.
      Als letzten Winter bei starkem Wind der Strom anderthalb Stunden ausfiel, war das als Boiler-Backup ziemlich nützlich, aber als USV für die kleinen IT-Geräte im Haus sind 3600 W viel zu viel.
    • Gibt es einen Blog oder Links, in denen du den Installationsprozess dokumentiert hast?
    • Ich sollte wohl von dir lernen.
      Meine Frau und ich bauen gerade eine Off-Grid-Hütte und arbeiten uns erst jetzt in die Details der Konfiguration ein.
      Wir werden wahrscheinlich Blei-Säure-Marinebatterien verwenden, grob in dieselbe Richtung gehen, aber die Winter in South Central Alaska sind bei der Stromerzeugung so düster, dass wir deutlich mehr Solar brauchen werden.
    • Mich würde interessieren, wie du Abnahmen und Bauvorschriften gehandhabt hast.
      Oder ob es vielleicht ein County ohne Bauvorschriften ist.
    • Warum würdest du, selbst wenn du an einen Ort mit Netzanschluss ziehst, unbedingt wieder zuerst vom Netz getrennt leben wollen?

  • Ich verstehe nicht ganz, warum es so bedeutsam sein soll, die komplette wassergekühlte Workstation hervorzuheben.
    Ich sehe auch nicht, warum ich die Hardware-Spezifikationen dieser Person kennen muss, und ich bezweifle, dass man für Datensätze mit Hunderten Millionen Zeilen unbedingt so ein System braucht.

    • Man könnte witzeln, dass der größte Vorteil eines wassergekühlten Rechners darin besteht, dass er nicht lange in einer grauen Zone zwischen „merkwürdig langsam, aber noch brauchbar“ bleibt, sondern ohne Vorwarnung katastrophal ausfällt und so die Upgrade-Entscheidung leichter macht.
    • Die Person schreibt in ihrem Blog schon immer so, also sollte man da nicht zu viel hineininterpretieren.
      In der Tech-Branche gibt es viele Leute mit unerwartet starkem Eigencharakter.
    • Ich finde nicht, dass man jemanden, der sich sogar hier noch für Computer begeistert, als Hobby-Egotrip abwerten muss.
      Auf HN erst recht nicht.
    • Der 9950X ist ein hervorragender CPU fürs Geld und läuft auch mit einem ganz normalen Gehäuse und einem gewöhnlichen Luftkühler sehr gut.
      Die TDP ist auch nicht besonders hoch.
      Mein 9950X läuft ebenfalls völlig zufrieden mit Luftkühlung.
      Etwas peinlich ist nur, dass der M4 Max bei CPU-gebundenen Aufgaben, die mir wichtig sind, mit ungefähr 45 W fast gleichzieht.
      Was Energieeffizienz angeht, sollte die gesamte Branche Apple schneller einholen.
    • Die Stimmung des Artikels mochte ich gerade deshalb, weil sie an Tech-Blogs der späten 90er bis frühen 2000er erinnert hat.
      Es fühlte sich nur so an, als würde noch eine Geschichte über einen eigenen Gentoo-Build fehlen.

  • Ein Histogramm von Azimut oder Neigungswinkeln wäre ziemlich interessant.
    Für die Niederlande würde ich grob einen Peak bei Südausrichtung und etwa 15 bis 30 Grad erwarten, plus einen kleineren Peak bei Ost-/West-Kombinationen.
    Ich bin neugierig, wie das in diesem Datensatz aussieht.

    • Gute Idee, ich hatte heute nicht viel Zeit, aber ich habe unten im Artikel schon zwei Visualisierungen ergänzt.
    • Experimente zum Vergleich von Ost-West-Ausrichtung und Südausrichtung sind derzeit ziemlich spannend.
      Wenn die Dachfläche begrenzt ist, ist Südausrichtung zwar in der Richtung besser, aber Ost-West kann auf derselben Fläche mehr Module unterbringen und damit bei der gesamten installierten Leistung im Vorteil sein.
      Letztlich ist das je nach Region und Dachbedingungen eine Frage von Qualität versus Menge.
    • Vermutlich gibt es im Großen und Ganzen eine Korrelation mit der geografischen Breite.
      Eine Ausnahme sind natürlich Module auf geneigten Dächern, die einfach der Dachneigung folgen.
    • Ich dachte zuletzt eher, dass man Module heute fast flach und dicht gepackt verlegt.
      Selbst wenn man ein paar Prozent Effizienz verliert, kann man auf derselben Fläche fast doppelt so viele Module unterbringen, und da Module inzwischen so billig sind, wirkt dieser Kompromiss völlig vernünftig.
    • Hier ist ein nützliches Diagramm, das zufällig auch ziemlich gut zu dem von dir genannten Breitenbereich passt.
      https://ratedpower.com/blog/solar-panel-orientation/

  • Es sieht so aus, als kämen derzeit ziemlich viele Innovationen auf den Markt, da Perowskit das Labor verlässt und die Wirkungsgrade von Tandemzellen inzwischen über 30 % liegen.

    • Steckersolar wird jedoch fast überall institutionell blockiert, außer in Utah.

  • Diese Karten zeigen sehr deutlich, dass der Einsatz von Solar stärker von Politisierung als von Effizienz bestimmt wird.

  • Schon ziemlich cool, aber in dieser Heatmap steckt auch ein gewisser Bevölkerungsdichtekarten-Effekt.
    https://xkcd.com/1138/
    Pro Kopf wäre es noch interessanter, aber die Bevölkerungsdichte für beliebige Hexagone zu korrigieren, dürfte ziemlich schwierig sein.

    • Dass die Dichte in einigen Regionen, besonders in den Ballungsräumen von Texas und Florida, niedrig ist, fällt eher auf.
      Schon rein von Kosten und Nutzen her sollte es dort meiner Meinung nach deutlich mehr Module geben.
    • Wenn Portland auf dieser Karte nicht einmal einen roten Punkt bekommt, stimmt mit den xkcd-Daten wohl irgendwo etwas nicht.

  • Ein Vergleich zwischen Anzahl der Module und regionalem IQ könnte ein interessantes Signal liefern.
    Module haben über ihre 40-jährige Lebensdauer einen so guten Cashflow, dass sich die Investition in weniger als fünf Jahren amortisieren kann, und bis der eigene Verbrauch gedeckt ist, gibt es kaum eine bessere Investition.

    • Diese Logik läuft am Ende darauf hinaus, dass kluge Menschen mehr Solar kaufen und dumme weniger, und das ist viel zu simpel.
      Die wichtigsten Variablen für die regionale Zahl der Module sind eher Sonneneinstrahlung, lokale Förderungen oder Strompreise.
      Bei mir ist der Monat mit dem höchsten Energieverbrauch zugleich der mit der geringsten Sonneneinstrahlung, und die Zeit mit dem höchsten Stromverbrauch sind die langen Nachtstunden, weil die Hauptlast eine Wärmepumpe ist.
      Für Menschen in kalten Klimazonen ist dieses Muster typisch, wodurch sie viel mehr Solar-kWh-Kapazität und Batteriekapazität brauchen als andere Regionen.
      Wenn man eine Marktrendite von 8 % ansetzt, müsste eine Solaranlage für 15.000 Dollar mehr als 100 Dollar monatlichen Stromverbrauch ersetzen, um besser zu sein als eine Marktanlage, und für viele geht diese Rechnung nicht auf.
    • Das ist eine viel zu optimistische Rechnung.
      Die Online-Rechner, die ich verwendet habe, kommen eher auf eine Amortisationszeit von 18 Jahren und eine Ersparnis über die gesamte Lebensdauer von etwa 18.000 Dollar, bei anfänglichen Installationskosten von 32.000 Dollar.
      Außerdem ist mein Dach bereits über die Hälfte seiner Lebensdauer hinaus, und mir wurde gesagt, dass Leckagen durch die Modulhalterung nicht unter die Garantie fallen, solange ich das Dach nicht zuerst ersetze.
      Der Dachersatz würde weitere 25.000 Dollar kosten.
      Im nächsten Haus möchte ich etwas weiter südlich als im PNW wohnen und dort länger bleiben, dann am liebsten mit Bodenmontage statt Dachanlage, aber im Moment gehen die Zahlen überhaupt nicht auf.
      Ich hätte zwar gern Solar, aber nicht aus Spaß an der Sache mit zusätzlichen Kosten im fünfstelligen Bereich.
    • Noch überraschender ist, dass jemand Konzepte wie regionalen IQ ernsthaft zu glauben scheint.

  • Die Analyse mit DuckDB über 3,4 Millionen Solarmodule ist beeindruckend.
    Die Heatmap ist gut, der Verweis auf Ivanpah ebenfalls, insgesamt wirkt das wie eine komplette Beast-Mode-Analyse.

  • Wenn man das bedenkt, installiert China pro Tag ungefähr das Dreifache davon.
    https://reneweconomy.com.au/just-staggering-china-installs-1...

    • Dieser Datensatz ist nicht vollständig.
      Die USA haben 2025 43 GW_peak installiert, das wären grob rund 80 Millionen neue Module.
      Es ist also zwar immer noch mindestens eine Größenordnung weniger als in China, aber nicht zwei.
    • Wenn die US-Politik so anachronistisch bleibt, könnte das künftig einen großen Unterschied machen.
      Energieintensive Industrien werden wahrscheinlich dort die westliche Industrie schnell abhängen, wo Energiekosten praktisch gegen null gehen.