طريقة جديدة لتقدير سريع لإمكانات الطاقة الشمسية في البيئات الحضرية
طور باحثو TU Delft نهجا جديدا لحساب طاقة الطاقة الشمسية المحتملة للأسطح في البيئة الحضرية بسرعة ودقة. من خلال النهج الجديد ، يمكن للمهندسين المعماريين والمخططين الحضريين دمج التكنولوجيا الضوئية بسهولة أكبر في تصاميمهم. تم عرض النتائج يوم الاثنين 4 فبراير في مجلةNature Energy .
المباني والأشجار وغيرها من الهياكل في المناطق الحضرية تسبب تظليل وحدات الطاقة الشمسية ، والتي تؤثر بشدة على أداء نظام الكهروضوئية. والتقييم الدقيق لهذا الأداء وسعر / أداء الأنظمة الكهروضوئية ذات الصلة سيسهل تكاملها في البيئة الحضرية.
تتوفر العديد من الأدوات لمحاكاة عائد الطاقة من الأنظمة الكهروضوئية. تعتمد هذه الأدوات على نماذج رياضية تحدد حادث الإشعاع على الوحدات الشمسية. من خلال تكرار حساب الإشعاع الساقط على مدار العام ، تقدم الأدوات إشعاعًا سنويًا تتلقاها الوحدات. ومع ذلك ، ليس من السهل تحديد كمية الكهرباء التي يولدها النظام الكهروضوئي في بيئة حضرية. إن عمليات المحاكاة الحالية تتطلب درجة عالية من الجهد الحاسوبي ، حيث يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار التظليل الديناميكي للأجسام المحيطة الناتجة عن الحركة السنوية للشمس.
يبسط النهج الجديد الحساب ويمكّن المستخدم من إجراء تقييم سريع لإمكانات الطاقة الشمسية للمناطق الحضرية الكبيرة ذات الدقة العالية. ويستند إلى علاقة متبادلة بين صورة أفقية والتشعيع السنوي المتلقاة في بقعة حضرية معينة. تم شرح هذه الطريقة والتحقق من صحتها في دراسة نشرت في Nature Energy . وتوضح الدراسة أن إجمالي التشعيع الشمسي السنوي الذي يتلقاه سطح محدد في بيئة حضرية يمكن قياسه باستخدام معلمتين مشتقتين من المظهر الجانبي للأفق: عامل عرض السماء وعامل تغطية الشمس. بينما يتم استخدام المعلمة الأولى لتقدير التشعيع من مكون أشعة الشمس المنتشرة ، فإن الثاني يحدد التشعيعمن أشعة الشمس المباشرة. يمكن الحصول على هذه المعلمتين بسهولة وسرعة من ملف تعريف الأفق. أظهرت الدراسة أن استخدام هذين المتغيرين يقلل بشكل كبير من تعقيد المشكلة.
أندريس كالكابريني ، دكتوراه. طالب في قسم الطاقة الكهربائية المستدامة ، وضعت النهج الجديد تحت إشراف الدكتور أوليندو إيزابيلا والبروفيسور ميرو زيمان. لقد قامت مجموعة المواد والأجهزة الكهروضوئية (PVMD) بالفعل بتكامل النهج في صندوق أدوات البرمجيات الذي يمكنه حساب محصول الطاقة للأنظمة الكهروضوئية بدقة في أي مكان. يقول Olindo إيزابيلا، رئيس مجموعة PVMD، "لدينا سريع نهج متكامل في أدوات البرمجيات لحساب الشمسية الطاقةيمكن أن تسهل بشكل كبير تصميم وتوزيع المباني ذات الأنظمة الكهروضوئية المتكاملة في أطر التخطيط الحضري. كما أنه سيساعد المستثمرين على اتخاذ قرارات بشأن دمج الأنظمة الكهروضوئية في المباني والمواقع الحضرية الأخرى ".
No comments: