Исследователи в Испании подсчитали потенциальную самодостаточность солнечных панелей на крышах в восьми районах Мадрида, Испания. Они обнаружили, что односемейные дома могут достичь уровня самодостаточности более 70%, тогда как городские районы с высотными зданиями достигают 30%.
Изображение: Флориан Веде/Unsplash
Из журнала pv Испания
Группа исследователей из Политехнического университета Мадрида и Центра энергетических, экологических и технологических исследований (CIEMAT) проанализировала потенциальную самодостаточность фотоэлектрических систем в жилых зданиях в восьми районах Мадрида.
Районы были выбраны для определения влияния городских и строительных характеристик на удовлетворение потребления электроэнергии через фотоэлектрические системы на крыше. Результаты исследования включены в статью Потенциал самообеспечения фотоэлектричества в масштабе района в Мадриде. Масштабируемая методология, опубликованная в Энергия и здания.
Для расчета потенциала самодостаточности, определяемого как отношение вырабатываемой фотоэлектрической электроэнергии к общему объему потребляемой электроэнергии, для каждого жилого здания оценивалась годовая выработка и потребление электроэнергии. Оценка выработки электроэнергии проводилась с использованием солнечных кадастров, созданных с помощью модели «Солнечная энергия на ограждающих конструкциях зданий» в QGIS (квантовая географическая информационная система), данных LiDAR (обнаружение и определение местоположения света) и данных TMY (типичный метеорологический год) для каждого района.
Кроме того, были сделаны предположения об основных характеристиках солнечных систем для обеспечения репрезентативности фотоэлектрического сектора. Потребление электроэнергии оценивалось путем анализа значений потребления, определенных Институтом диверсификации и энергосбережения (IDAE), а также тех, которые представлены в отчете Евростата под названием «Потребление в жилом секторе Испании», и некоторых формул, использованных в исследовательской статье «Как достичь положительных энергетических районов для устойчивых городов: предлагаемая методология расчета», опубликованной в 2021 году в Устойчивость.
Данные по потреблению были получены путем расчета потребления электроэнергии для освещения и бытовых приборов в типичном жилище площадью 100 м2, без учета потребления на отопление, охлаждение и горячее водоснабжение. Удельные потребности в освещении типичного жилища указаны в размере 5 кВт·ч/м2, а среднее оборудование в жилище детализировано как холодильник, два телевизора, стиральная машина, посудомоечная машина и компьютер.
Вместе эти приборы потребляют 2,137 кВт·ч на 100 м² жилой площади, что эквивалентно 2 кВт·ч/м². Сумма этих двух цифр со средним потреблением на квадратный метр дает значение 21.40 кВт·ч/м². Однако исследование не учитывает потребление электроэнергии для охлаждения, отопления или мобильности. Растущее использование тепловых насосов и электрических кондиционеров вместе с электрификацией транспорта приведет к более высокому потреблению электроэнергии в домохозяйствах, что снизит потенциал самодостаточности, заявили исследователи.
Результаты анализа показывают, что в районах, состоящих из односемейных домов или малоэтажных зданий, потенциал самообеспечения превышает 70%. Напротив, городские районы с высотными зданиями имеют значение самообеспечения около 30%. Это более низкое значение можно объяснить значительной высотой зданий, что приводит к большему потреблению энергии в домах и площади, доступной для установки фотоэлектрических систем, которая недостаточна для покрытия энергетических потребностей всех жителей.
В исторических центрах наблюдается больший разброс потенциала самодостаточности, значения которого варьируются от 10% до 90%. Такая изменчивость объясняется меньшей однородностью городской ткани, что требует более детального анализа в масштабе здания. «В городских центрах, которые часто защищены защитным законодательством из-за их исторической значимости, системы BIPV являются важнейшим инструментом для гармонизации распределенной генерации PV с сохранением архитектурной и исторической сущности застроенной среды», — добавили авторы.
Они также подчеркнули, что анализы проводились путем сравнения годовой генерации и потребления. Хотя этот подход ценен для оценки общего потенциала генерации фотоэлектрической энергии, он не может воспроизвести поведение в реальном времени подключенных к сети фотоэлектрических систем, где баланс между генерацией и потреблением достигается мгновенно. Действительно, типичные профили потребления энергии в жилых зданиях приводят к показателям собственного потребления в размере 20–40 % в фотоэлектрических системах без накопителей.
Исследовательская группа пришла к выводу, что для проведения более комплексного анализа необходимо иметь доступ к ежедневным кривым генерации и потребления каждого здания с часовым разрешением или, что еще лучше, с разрешением в несколько секунд, что позволило бы оптимизировать размеры установок для повышения собственного потребления.
Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: editors@pv-magazine.com.
Источник из журнал pv
Отказ от ответственности: информация, изложенная выше, предоставлена pv-magazine.com независимо от Chovm.com. Chovm.com не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно качества и надежности продавца и продукции. Chovm.com категорически отказывается от какой-либо ответственности за нарушения авторских прав на контент.
