Naukowcy w Hiszpanii obliczyli potencjalną samowystarczalność instalacji solarnych na dachach w ośmiu dzielnicach Madrytu w Hiszpanii. Odkryli, że domy jednorodzinne mogą osiągnąć wskaźniki samowystarczalności na poziomie ponad 70%, podczas gdy obszary miejskie z wysokimi budynkami osiągają 30%.
Zdjęcie: Florian Wehde/Unsplash
Z magazynu pv w Hiszpanii
Grupa badaczy z Politechniki Madryckiej i Centrum Badań nad Energią, Środowiskiem i Technologią (CIEMAT) przeanalizowała potencjalną samowystarczalność instalacji fotowoltaicznych na budynkach mieszkalnych w ośmiu dzielnicach Madrytu.
Dzielnice wybrano w celu określenia wpływu cech miejskich i budynków na pokrycie zużycia energii elektrycznej za pomocą dachowych systemów fotowoltaicznych. Wyniki badań zawarto w artykule Potencjał samowystarczalności fotowoltaicznej w skali dzielnicy w Madrycie. Skalowalna metodologia, opublikowanym w Energia i Budynki.
Aby obliczyć potencjał samowystarczalności, zdefiniowany jako stosunek wytworzonej energii fotowoltaicznej do całkowitej zużytej energii elektrycznej, oceniono roczną produkcję i zużycie energii elektrycznej dla każdego budynku mieszkalnego. Ocenę wytwarzania energii elektrycznej przeprowadzono przy użyciu katastrów słonecznych wygenerowanych za pomocą modelu Solar Energy on Building Envelopes w QGIS (Quantum Geographic Information System), danych LiDAR (wykrywanie i lokalizacja światła) oraz danych TMY (typowy rok meteorologiczny) dla każdej dzielnicy.
Ponadto przyjęto założenia dotyczące głównych cech systemów solarnych, aby zapewnić reprezentatywność sektora fotowoltaicznego. Zużycie energii elektrycznej oszacowano, analizując wartości zużycia określone przez Instytut Dywersyfikacji i Oszczędzania Energii (IDAE), obok tych przedstawionych w raporcie Eurostatu zatytułowanym Zużycie sektora mieszkaniowego w Hiszpanii oraz niektórych wzorów użytych w artykule badawczym Jak osiągnąć dodatnie dzielnice energetyczne dla zrównoważonych miast: Proponowana metodologia obliczeń, opublikowanym w 2021 r. w Zrównoważony rozwój.
Dane dotyczące zużycia uzyskano poprzez obliczenie zużycia energii elektrycznej na oświetlenie i urządzenia gospodarstwa domowego w typowym mieszkaniu o powierzchni 100 m2, z wyłączeniem zużycia na ogrzewanie, chłodzenie i ciepłą wodę. Konkretne zapotrzebowanie na oświetlenie typowego mieszkania jest określone jako 5 kWh/m2, podczas gdy przeciętne wyposażenie mieszkania jest wyszczególnione jako lodówka, dwa telewizory, pralka, zmywarka i komputer.
Łącznie te urządzenia zużywają 2,137 kWh na 100 m2 powierzchni mieszkalnej, co odpowiada 21.40 kWh/m2. Suma tych dwóch wartości do średniego zużycia na metr kwadratowy daje wartość 26.40 kWh/m2. Jednak badanie nie uwzględnia zużycia energii elektrycznej na chłodzenie, ogrzewanie lub mobilność. Coraz częstsze stosowanie pomp ciepła i klimatyzacji elektrycznej, wraz z elektryfikacją transportu, doprowadzi do wyższego zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych, co zmniejszy potencjał samowystarczalności, powiedzieli badacze.
Wyniki analizy wskazują, że na obszarach składających się z domów jednorodzinnych lub niskiej zabudowy potencjał samowystarczalności przekracza 70%. Natomiast obszary miejskie z wysoką zabudową mają wartość samowystarczalności na poziomie około 30%. Ta niższa wartość może być spowodowana znaczną wysokością budynków, co przekłada się na większe zużycie energii w domach i niewystarczającą powierzchnię dostępną do instalacji fotowoltaicznych, aby pokryć potrzeby energetyczne wszystkich mieszkańców.
W centrach historycznych obserwuje się większe rozproszenie potencjału samowystarczalności, którego wartości wahają się od 10% do 90%. Zmienność ta przypisuje się mniejszej jednorodności tkanki miejskiej, co wymaga bardziej szczegółowej analizy w skali budynku. „W centrach miejskich, które są często chronione przez ustawodawstwo ochronne ze względu na ich znaczenie historyczne, systemy BIPV są kluczowym narzędziem do harmonizacji rozproszonej generacji PV z zachowaniem architektonicznej i historycznej istoty środowiska zabudowanego” – dodali autorzy.
Podkreślili również, że analizy przeprowadzono, porównując roczną produkcję i zużycie. Chociaż podejście to jest cenne dla oszacowania ogólnego potencjału wytwarzania energii fotowoltaicznej, nie może odtworzyć zachowania w czasie rzeczywistym systemów fotowoltaicznych podłączonych do sieci, gdzie równowaga między produkcją i zużyciem jest natychmiastowa. Rzeczywiście, typowe profile zużycia energii w budynkach mieszkalnych skutkują wskaźnikami autokonsumpcji na poziomie 20–40% w systemach fotowoltaicznych bez magazynowania.
Aby przeprowadzić bardziej kompleksową analizę, konieczny byłby dostęp do dziennych krzywych wytwarzania i zużycia energii każdego budynku z rozdzielczością godzinową lub, jeszcze lepiej, z rozdzielczością kilku sekund, co pozwoliłoby zoptymalizować wielkość instalacji i zwiększyć autokonsumpcję - podsumowała grupa badawcza.
Ta treść jest chroniona prawem autorskim i nie może być ponownie wykorzystana. Jeśli chcesz współpracować z nami i chcesz ponownie wykorzystać część naszej treści, skontaktuj się z nami: editors@pv-magazine.com.
Źródło z magazyn pv
Zastrzeżenie: Informacje podane powyżej są dostarczane przez pv-magazine.com niezależnie od Chovm.com. Chovm.com nie składa żadnych oświadczeń ani gwarancji co do jakości i niezawodności sprzedawcy i produktów. Chovm.com wyraźnie zrzeka się wszelkiej odpowiedzialności za naruszenia dotyczące praw autorskich do treści.
