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Índice

Introdução

O objetivo é calcular o potencial de energia fotovoltaica e a viabilidade financeira de uma área selecionada, considerando:

  • a instalação de novos sistemas fotovoltaicos em uma porcentagem da área ocupada
  • a viabilidade financeira de novas usinas

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Entradas e saídas

Os parâmetros e camadas de entrada, bem como as camadas e parâmetros de saída, são os seguintes.

As camadas e parâmetros de entrada são:

  • arquivo raster:
    • irradiação solar média anual [kWh m ^ {- 2}]
    • pegada de construção calculada a partir do arquivo raster de entrada [-]
  • fração de edifícios com painéis solares} [-]
  • parâmetros da planta de referência:
    • potência máxima instalada média por planta [kW_p]
    • eficiência do sistema [-]
    • a radiação solar na condição de teste padrão igual a 1 kW m ^ {- 2}
    • eficiência do módulo em condições de teste padrão [kW m ^ {- 2}]
    • fator de utilização eficaz do telhado do edifício

As camadas e parâmetros de saída são:

  • o custo total da cobertura da área selecionada com painéis fotovoltaicos [moeda]
  • a produção total anual de energia [MWh / ano]
  • o custo nivelado de energia [moeda / kWh]
  • um arquivo raster com os telhados mais adequados para a produção de energia fotovoltaica

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Método

Partindo da área disponível e do tipo de tecnologia fotovoltaica, o módulo calcula a produção de energia fotovoltaica sob as seguintes premissas:

  • inclinação ideal do sistema fotovoltaico
  • área dos módulos fotovoltaicos igual à porcentagem da área de construção escolhida pelo usuário
  • tecnologia selecionada exclusiva para todos os sistemas fotovoltaicos instalados
  • eficiência padrão do sistema igual a 0,75

Essas premissas foram feitas para considerar uma fase de planejamento para uma região e não o design de um sistema fotovoltaico específico.

A produção anual de energia é obtida considerando a distribuição espacial da radiação solar anual na pegada do edifício. A produção de energia fotovoltaica é calculada para uma única planta representativa. O pico de potência instalado mais representativo para um sistema fotovoltaico é uma entrada do módulo. Consequentemente, a superfície coberta por uma única planta e o número total de plantas são calculados.

Finalmente, a área mais adequada é calculada considerando os telhados com maior produção de energia. A produção de energia de cada pixel considera cobrir apenas uma fração dos telhados igual a f_roof. A integral da produção de energia da área mais adequada é igual à produção total de energia da área selecionada.

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Teste de Execução 1

Aqui, o módulo de cálculo é executado para a região da Lombardia na Itália (NUTS2).

  • Primeiro, selecione Nuts2 e a área escolhida.

Fig. 1

  • Siga as etapas conforme mostrado na figura abaixo:

    • Clique no botão "Camadas" para abrir a janela "Camadas":
    • Clique na guia "MÓDULO DE CÁLCULO".
    • Clique no botão "SOLAR PV POTENTIAL".

  • Agora, o "Potencial solar fotovoltaico" é aberto e está pronto para ser executado.

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Execução de teste 1: valores de entrada padrão

Os valores de entrada padrão consideram a possibilidade de instalar painéis fotovoltaicos montados no telhado em edifícios. Esses valores são redirecionados para uma planta de 3 kWp. Pode ser necessário definir valores abaixo ou acima dos valores padrão, considerando considerações e custos locais adicionais. Portanto, o usuário deve adaptar esses valores para encontrar a melhor combinação de limites para seu estudo de caso.

Para executar o módulo de cálculo, siga as próximas etapas:

  • Atribua um nome à sessão de execução (opcional - aqui, escolhemos "Execução de Teste 1") e defina os parâmetros de entrada (aqui, os valores padrão foram usados).

Fig. 2

  • Aguarde até o processo terminar.
  • Como saída, indicadores e diagramas são mostrados na janela "RESULTADOS". Os indicadores mostram:
    • Produção total de energia,
    • Custos totais de instalação,
    • Número de sistemas instalados,
    • Custo nivelado de energia

Fig. 3

  • Também é adicionada uma nova camada à tela, mostrando os edifícios com maior potencial energético. Essa camada é adicionada à lista de camadas na categoria "Módulo de cálculo". O nome da sessão de execução distingue as saídas dessa execução das outras. Se você desmarcou as camadas padrão e selecionou TEST RUN 1, poderá visualizar as áreas mais adequadas para instalações de plantas fotovoltaicas.

Fig. 4

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Execução de teste 2: valores de entrada modificados

Dependendo da sua experiência e conhecimento local, você pode aumentar ou diminuir os valores de entrada para obter melhores resultados. Você pode decidir aumentar a superfície do edifício adequada para usinas fotovoltaicas.

  • Atribua um nome à sessão de execução (opcional - aqui, escolhemos "Execução de Teste 2") e defina os parâmetros de entrada Porcentagem de edifícios com painéis solares igual a 50. Isso significa que estamos cobrindo os 50% dos telhados de edifícios disponíveis. Observe que, como cada pixel pode representar mais de um edifício e não estamos cobrindo todo o telhado com painéis fotovoltaicos, o usuário também pode definir o fator de utilização eficaz do telhado do edifício. Os valores padrão são definidos como 0,15. Isso significa que apenas 15% da superfície do telhado em um pixel é coberta por painéis fotovoltaicos.

  • Aguarde até o processo terminar.

  • Como saída, indicadores e diagramas são mostrados na janela "RESULTADOS". Os indicadores mostram:

    • Produção total de energia,
    • Custos totais de instalação,
    • Número de sistemas instalados,
    • Custo nivelado de energia

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Referências

Como citar

Giulia Garegnani, no Hotmaps-Wiki, https://github.com/HotMaps/hotmaps_wiki/wiki/CM-Solar-PV-potential (abril de 2019)

Autores e revisores

Esta página foi escrita por Giulia Garegnani *.

* Grupo Sistema Urbano e Regional de Energia - EURAC Bozen

Instituto de Energia Renovável Drususallee / Viale Druso 1 I-39100 Bozen / Bolzano Itália

Licença

Copyright © 2016-2019: Giulia Garegnani

Licença Internacional Creative Commons Attribution 4.0

Este trabalho está licenciado sob uma Licença Internacional Creative Commons CC BY 4.0.

Identificador de licença SPDX: CC-BY-4.0

Texto da licença: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

Reconhecimento

Gostaríamos de expressar nossa profunda gratidão ao Projeto Horizonte Hotmaps 2020 (Contrato de Doação número 723677), que forneceu o financiamento para a realização da presente investigação.

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