スペインの研究者らは、スペインのマドリード市内の70つの地区における屋上太陽光発電の潜在的な自給率を計算した。その結果、一戸建て住宅では30％以上の自給率を達成できる一方、高層ビルが立ち並ぶ都市部ではXNUMX％にとどまることが判明した。
画像: Florian Wehde/Unsplash
pv magazineスペインより
マドリード工科大学とエネルギー・環境・技術研究センター（CIEMAT）の研究者グループは、マドリードの8つの地区の住宅における太陽光発電の潜在的な自給自足を分析した。
近隣地域は、都市と建物の特性が屋上太陽光発電システムによる電力消費量に及ぼす影響を判断するために選ばれました。研究結果は、マドリードの地区規模での太陽光発電の自給自足の可能性に関する論文に掲載されています。 エネルギーと建物。
太陽光発電による電力と総消費電力の比率として定義される自給自足の可能性を計算するために、各住宅の年間発電量と消費量を評価しました。発電量の評価は、QGIS (量子地理情報システム) の建物外面の太陽エネルギー モデルによって生成された太陽光台帳、LiDAR (光検出と位置) データ、および各地区の TMY (標準気象年) データを使用して実行されました。
さらに、太陽光発電部門の代表性を確保するために、太陽光発電システムの主な特徴についての仮定が立てられました。電力消費量は、エネルギー多様化・節約研究所（IDAE）が定義した消費量、ユーロスタットの報告書「スペインの住宅部門の消費量」に掲載されている消費量、および2021年に発表された研究論文「持続可能な都市のためのポジティブエネルギー地区の実現方法：提案された計算方法」で使用されているいくつかの計算式を分析して推定されました。 持続可能性。
消費量は、暖房、冷房、給湯の消費量を除く、一般的な 100 平方メートルの住宅の照明と家電製品の電力消費量を計算して算出されました。一般的な住宅の特定の照明需要は 2 kWh/m5 と示されており、住宅内の平均的な設備は冷蔵庫、テレビ 2 台、洗濯機、食器洗い機、コンピューターと詳細に示されています。
これらの機器を合わせると、住宅2,137平方メートルあたり100kWhの電力消費量となり、これは2kWh/平方メートルに相当する。これら21.40つの数値を平方メートルあたりの平均消費量に加算すると、2kWh/平方メートルという値になる。しかし、この研究では冷房、暖房、移動のための電力消費量は考慮されていない。ヒートポンプや電気エアコンの使用増加と交通手段の電化により、家庭での電力消費量が増加し、自給自足の可能性は減少すると研究者らは述べている。
分析の結果、一戸建て住宅や低層ビルが建ち並ぶ地域では、自給自足の可能性は 70% を超えていることがわかりました。一方、高層ビルが建ち並ぶ都市部では、自給自足の値はおよそ 30% です。この低い値は、建物の高さがかなり高いため、住宅内でのエネルギー消費量が多くなり、太陽光発電設備の設置面積が全住民のエネルギー需要を満たすには不十分なことに起因しています。
歴史的中心部では、自給自足の可能性のばらつきが大きく、その値は 10% から 90% の範囲です。このばらつきは、都市構造の均一性が低いことに起因しており、建物規模でのより詳細な分析が必要です。「歴史的重要性のため保護法で保護されていることが多い都市中心部では、BIPV システムは、分散型 PV 発電と建築環境の建築的および歴史的本質の保全を調和させる重要なツールです」と著者らは付け加えています。
また、彼らは、分析は年間発電量と消費量を比較して行われたことを強調しました。このアプローチは、PV発電の全体的な潜在能力を推定するのには有益ですが、発電量と消費量のバランスが瞬時にとれる、系統接続型PVシステムのリアルタイムの動作を再現することはできません。実際、住宅の典型的なエネルギー消費プロファイルでは、蓄電のないPVシステムでは自己消費率が20～40%になります。
より包括的な分析を行うには、各建物の毎日の発電量と消費量の曲線を1時間単位、あるいはさらに良いことには数秒単位で把握する必要があり、それによって設備の規模を最適化し、自家消費量を増やすことができると研究グループは結論付けた。
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ソースから 太陽光発電マガジン
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