Новый подход поможет быстро оценить потенциал солнечной энергии в городской среде

Исследователи Дельфтского технологического университета разработали новый метод быстрого и точного расчета способности поверхностей генерировать солнечную энергию в городских условиях.

Подход может помочь архитекторам и планировщикам внедрять фотоэлектрические системы в своих проектах, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования представлены в Nature Energy.

Дома, деревья и другие городские структуры затеняют солнечные батареи, влияя на их эффективность. Это воздействие на технические и экономические показатели необходимо учитывать при внедрении фотоэлектрических систем. Сегодня для симуляции их работы существует несколько инструментов. Они основаны на математических моделях, определяющих поверхностную плотность падающего излучения. Рассчитывая его в течение года, системы показывают, сколько энергии получают модули.

В условиях города точность таких инструментов падает. Существующие системы требуют больших вычислительных мощностей из-за динамически меняющегося затенения в течение года.

Новый подход упрощает расчеты, позволяя пользователю быстро оценить солнечный энергетический потенциал больших участков. Он основывается на соответствии между контуром горизонта и годовом объеме излечения, получаемом определенной территорией. Исследователи продемонстрировали, что эту переменную можно точно оценить с помощью 2 параметров: коэффициентам видимости неба и солнечного покрытия. Первый позволяет рассчитать излучение от рассеянного света, второй – от прямых лучей. Оба параметра легко определить по контуру горизонта. Их использование значительно упрощает вычисления.

Метод был разработан докторантом Андресом Калькабрини под руководством доктора Олиндо Изабеллы и профессора Миро Зеемана. Группа Фотоэлектрических материалов и устройств (PVMD) уже внедрила алгоритм в программу, точно рассчитывающую энергетический выход солнечных батарей в любой локации.

«Наша система поможет эффективнее использовать PV-установки, внедренные в структуру городских зданий, — сказал Изабелла, лидер PVMD. – Она также будет полезна инвесторам при выборе проектов».