En ny tilgang til hurtig estimering af solenergipotentialet i bymiljøer

TU Delft-forskere har udviklet en ny tilgang til hurtigt og præcist at beregne solenergipotentialet på overflader i bymiljøet. Via den nye tilgang, arkitekter og byplanlæggere kan nemmere inkorporere solcelleteknologi i deres design. Resultaterne blev præsenteret mandag den 4. februar i Naturenergi .

Bygninger, træer og andre strukturer i byområder forårsager skygge af solcellemoduler, hvilket i høj grad påvirker et PV-anlægs ydeevne. Nøjagtig vurdering af denne præstation, og den relaterede pris/ydelse af PV-systemer, vil lette deres integration i bymiljøet.

Adskillige værktøjer er tilgængelige til at simulere energiudbyttet af PV-systemer. Disse værktøjer er baseret på matematiske modeller, der bestemmer irradiansen på solcellemoduler. Ved at gentage beregningen af ​​hændelsens irradians i løbet af året, værktøjerne leverer en årlig bestråling modtaget af modulerne. Imidlertid, det er ikke let at afgøre, hvor meget elektricitet et solcelleanlæg genererer i et bymiljø. Nuværende simuleringer er meget beregningskrævende, da den dynamiske skygge af omgivende objekter forårsaget af solens årlige bevægelse skal tages i betragtning.

Den nye tilgang forenkler beregningen og gør det muligt for brugeren at foretage en hurtig vurdering af solenergipotentialet for store byområder med høj nøjagtighed. Den er baseret på en sammenhæng mellem en skylineprofil og den årlige bestråling, der modtages på et bestemt sted i byen. Denne metode er forklaret og valideret i en undersøgelse offentliggjort i Naturenergi . Undersøgelsen viser, at den samlede årlige solbestråling modtaget af en udvalgt overflade i et bymiljø kan kvantificeres ved hjælp af to parametre, der er afledt af skylineprofilen:himmelsynsfaktoren og soldækningsfaktoren. Mens den første parameter bruges til at estimere bestrålingen fra den diffuse sollyskomponent, den anden bestemmer bestrålingen fra direkte sollys. Disse to parametre kan nemt og hurtigt fås fra skylineprofilen. Undersøgelsen viser, at brugen af ​​disse to parametre væsentligt reducerer problemets beregningsmæssige kompleksitet.

Andrés Calcabrini, Ph.D. studerende i afdelingen for elektrisk bæredygtig energi, udviklet den nye tilgang under supervision af Dr. Olindo Isabella og professor Miro Zeman. Photovoltaic Materials and Devices (PVMD)-gruppen har allerede integreret tilgangen i en softwareværktøjskasse, der nøjagtigt kan beregne energiudbyttet af PV-systemer hvor som helst. Olindo Isabella, leder af PVMD-gruppen, siger, "Vores hurtige tilgang integreret i softwareværktøjer til beregning af solenergipotentialet kan i væsentlig grad lette design og distribution af bygninger med integrerede PV-systemer i byplanlægningsrammer. Det vil også hjælpe investorer med at tage beslutninger om integration af PV-systemer i bygninger og andre byområder. "