Hvad hvis halvdelen af ​​schweiziske hustage producerede elektricitet?

Forskere ved EPFL vurderer Schweiz' solenergipotentiale. Deres resultater viser, at solcellepaneler kan installeres på mere end halvdelen af ​​landets 9,6 millioner hustage. Den resulterende strøm ville dække mere end 40 procent af det schweiziske elbehov.

Den udbredte installation af solcellepaneler på hustage kan spille en vigtig rolle i Schweiz' overgang til et kulstoffattigt energisystem. Indtil nu, imidlertid, det samlede fotovoltaiske (PV) potentiale for schweiziske hustage kunne ikke estimeres nøjagtigt på grund af mangel på data om bygninger og deres miljøer, sammen med store fejlmargener, der opstår fra eksisterende beregningsmetoder. For at udfylde det hul, forskere ved EPFL's Solar Energy and Building Physics Laboratory (LESO-PB) har udviklet en metode, der kombinerer maskinlæringsalgoritmer med geografiske informationssystemer og fysiske modeller for at estimere PV potentiale. Og, for første gang, de estimerede timeprofiler af PV potentiale. Deres resultater er blevet offentliggjort i Applied Energy.

Alle tage har deres særlige egenskaber

"Vi ser ikke kun på solstråling, men også på den ledige plads på tagene. Nogle tage har en usædvanlig form eller indeholder overbygninger såsom skorstene, der forhindrer solcellepaneler i at blive installeret, " siger Alina Walch, der ledede anden fase af undersøgelsen. Deres algoritme tager højde for parametre såsom størrelsen af ​​taget, dens orientering og om bygningen er i en bymidte eller en mere isoleret beliggenhed. Resultaterne viser, at solcellepaneler kunne monteres på 55 procent af Schweiz' samlede tagterrasse. Selvom paneler kun blev installeret på hovedsageligt sydvendte tage, dette kunne dække mere end 40 procent af Schweiz' elektricitetsbehov.

En indledende undersøgelse, ved hjælp af kunstig intelligens teknikker, var allerede blevet udført i et tidligere speciale af LESO-PB's Dan Assouline. Det var baseret på data indsamlet i Genève og derefter udvidet til hele Schweiz. "Denne undersøgelse udforskede, for første gang, brugen af ​​kunstig intelligens til at kvantificere potentialet for storstilet installation af solcellepaneler på hustage, " siger Jean-Louis Scartezzini, lederen af ​​LESO-PB. "Ved brug af nye højopløselige data, vi har nu forbedret estimeringsmetoden og øget den spatio-temporale opløsning af resultaterne. Dette vil gøre os i stand til at modellere fremtidige energisystemer, der er 100 procent vedvarende."

Ved at bruge det nationale geografiske informationssystem "SIG-Énergie", det schweiziske forbundskontor for energi har lavet en meget nøjagtig model af schweiziske bygninger. Brug af maskinlæring, Der blev foretaget skøn over det samlede tagareal, der kunne dækkes af solpaneler, afhængig af deres form og skygge. Estimater blev gjort endnu mere nøjagtige ved at anvende praktiske installationsregler fra den virkelige verden, hvilket resulterer i PV potentiale på 24 terawatt-timer (TWh), ti gange kapaciteten af ​​eksisterende installationer. Det tals fejlmargin er 9 TWh, på grund af solstrålingens variabilitet og den anvendte metode.

Men Walch stoppede ikke der:hendes undersøgelse inkluderer også det første time-for-time-estimat af PV-potentiale nogensinde. Dette gør det muligt at måle strømproduktion i forhold til forbrug. "Vi har et overskud af energi om sommeren og mangel om vinteren, og slet ingen energi om natten, " bemærker hun. "For at løse den ubalance, vi er nødt til at overveje andre former for vedvarende energi for at kompensere for manglerne og tillade energi at blive lagret. Vandkraft er en attraktiv måde at lagre energi på, men indholdet af lagerdæmninger varierer med årstiderne. Vindkraft, brugt i stor skala, kunne udfylde hullerne."

Resultaterne opnået ved EPFL kunne bruges til at fremlægge effektive politikker for installation af solcellepaneler på tage. LESO-PB, Swiss National Science Foundation, Innosuisse og det schweiziske føderale energikontor er i forhandlinger om at udvikle en platform, der gør det muligt for byer, kantoner og kommuner, men også enkeltpersoner, at visualisere det vedvarende energipotentiale i deres bygninger.

I øjeblikket, Schweiz har kun udnyttet en tiendedel af sit PV-potentiale, hvilket betyder, at yderligere 90 procent mangler at blive låst op.