Progetto Energia – Alta Val di Non · Si introduce un parametro che ci indica lo stato di...

Progetto Energia – Alta Val di NonDavid Moser

Coordinatore del gruppo Sistemi Fotovoltaici

www.eurac.edu

Progetto Energia – Alta Val di Non - Malosco 16 Novembre 2012

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Catasto Solare


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Agenda

- Modello Digitale del Terreno (DTM)

- Calcolo del Potenziale Solare

- Classificazione edilizia rispetto al potenziale solare


CATASTO SOLARE

Il CATASTO SOLARE è una mappa che valuta il potenziale solare (peresempio kWh/m2 all’anno) di una zona abitata (città, zone industriali, …).

OBIETTIVI:

Diffondere la conoscenza tra i cittadini del potenziale solare dei tetti dei loro paesi e città

Strumento per le municipalità utile per pianificare l’uso dell’energia solare nella loro regione

Molte municipalità europee hanno sviluppato un catasto solare disponibile per la loro regione:

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COMPUTO DEL CATASTO SOLARE

1. Valutazione del Modello del terreno

2. Identificazione degli edifici reali (p.e. distinzione tra un tetto piano ed un parcheggio)

3. Calcolo della radiazione solare incidente sulla superficie

4. Creazione della mappa del potenziale solare

5. Traslazione a potenziale fotovoltaico (ideale/reale)

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MODELLO DIGITALE TRIDIMENSIONALE DEL TERRENO (DTM)

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Il Light Detection and Ranging (LiDAR) è unatecnica di telerilevamento che permette dideterminare la distanza di un oggetto o di unasuperficie utilizzando un impulso laser per lacreazione di mappe topografiche del terrenoad alta risoluzione.Per raccogliere e combinare I dati topografici e laposizione il sistema usa il Global PositioningSystem (GPS) ed il Sistema di Navigazione Inerziale(INS).

Scanned grid: 1x1km


IDENTIFICAZIONE DEGLI EDIFICI

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MODELLO DIGITALE DEL TERRENOEdifici, strade, piazze, muri, fiumi, alberi, …

MAPPA DELLE AREE EDIFICATE Edifici, strade, piazze, mura, …

MAPPA DI TETTI DI EDIFICIedifici


CALCOLO DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE1. CALCOLO ASTRONOMICO. Radiazione incidente considerando solo la

posizione del sole rispetto a latitudine, longitudine e altitudine

+ OMBREGGIAMENTO LONTANO prodotto dalle montagne circostanti (lineadell’orizzonte)

+ OMBREGGIAMENTO VICINO prodotto da oggetti vicini (alberi, edifici, …)

+ NUVOLOSITA’ Correzione mensile della radiazione accumulata ottenutaattraverso misure in loco (piranometri, media su 30 anni)

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Valore medio per tutti i tetti (varie inclinazioni): ~1100kWh/m2 (a nostre latitudini)


DEFINIZIONE DEI LIVELLI DI INSOLAZIONE

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LIVELLO RADIAZIONE ANNUALE COLORE DESCRIZIONE

1 > 1200 kWh/m2 MOLTO ADATTO

2 1000 - 1200 kWh/m2 ADATTO

3 800 - 1000 kWh/m2 MEDIAMENTE ADATTO

4 < 800 kWh/m2nessun

coloreINADATTO

Annual solar radiation (kWh/m2)Num

ber

of p

ixel

(1m

x1m

)

Esempio di distribuzione della radiazione per edifici

Definizione dei livelli di insolazione

Mappe con livelli di insolazione identificati da colori


STIMA DEL POTENZIALE FOTOVOLTAICO:caso ideale

Parametri:

- Superfici disponibile del tetto A (m2)

- Insolazione (valore medio annuale) H (kWh/m2)

- Efficienza moduli FV disponibili sul mercato

Potenziale solare = A * H [kWh] = Esol

Potenziale fotovoltaico = ŋ * Esol

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STIMA DEL POTENZIALE FOTOVOLTAICO:caso reale

Perditi tipiche si sistemi fotovoltaici

- Temperatura (5-10%)

- Ombreggiamento (dipende)

- Riflessione (1-2%)

- Sporcamento (dipende)

- Effetti spettrali (1-2%)

- Inverter (2-5%)

- Etc

Perdite totali: 10%-30%!

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STIMA DEL POTENZIALE FOTOVOLTAICO:caso reale

Si introduce un parametro che ci indica lo stato di funzionamento del sistema

PR= Yf/Yr

Yf: produzione (annuale) per kWp installato (potenza a 1000 kW/m2, 25 C, etc…)

Yr: insolazione (annuale) diviso 1000 kW/m2

Nel caso ideale (PR=1, senza perdite) il valore della produzione annuale (kWh/kWp) corrisponde al valore dell’insolazione annuale (kWh/m2)

Valori reali tipici: campo aperto (PR=0.85), tetto (PR=0.8), facciata (PR=0.7)

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ESEMPI

www.cittasolare.it (italian version)

www.solarstadt.it (german version)

http://www.locarno.ch/kml_locarno/

http://www.wien.gv.at/umweltgut/public/grafik.aspx?ThemePage=9

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Bressanone

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Locarno

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Vienna

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New York

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Informazioni da inserire nel catasto

• Angolo del tetto

• Superficie del tetto

• Insolazione (valore annuale o mensile)

Potenziale fotovoltaico e solare termico

• Tipo di modulo

• Perdite

• Costi e investimento

Altro

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Risultati

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Attività complete- Acquisizione dati 3D descrizione edifici- Acquisizione cartografia vettoriale proiezione a terra degli edifici- Simulazione solare- Acquisizione dati metereologici per la calibrazione

Attività da completare- Calibrazione del modello- Estrazione irraggiamento dati per singolo edificio- Validazione modello- Pubblicazione dati su portale WEBGIS


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Grazie per l’attenzione

David Moser

www.eurac.edu

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