Vliv vstupních parametrů modelu na odhad solárního potenciálu střech

Tadeáš Vacek

Bakalářská práce

Influence of input model parameters on rooftop solar potential estimate

Anotace:

Solární energii se v poslední době dostává značná popularita, neboť se jedná o jeden z nejčistších a nejvýhodnějších obnovitelných zdrojů. Optimálním umístěním fotovoltaických panelů v urbánním prostředí jsou nevyužité střechy budov, které napomáhají k energetické soběstačnosti domácností a měst. Nicméně nesprávné odhady solárního potenciálu střech mohou zkreslit očekávaný energetický přínos, poněvadž je solární potenciál ovlivňován atmosférickými, radiačními a topografickými faktory. Je proto nutné volit správné nastavení modelu výpočtu. Cílem práce je výpočet solárního potenciálu střech na několika budovách s různým nastavením modelu a následně zhodnocení vlivu parametrů modelu na odhad solárního potenciálu. Mapy dopadu sluneční energie jsou modelovány pomocí nástroje Area Solar Radiation, který je implementován v geografickém informačním systému (GIS) ArcGIS od společnosti ESRI. Vyhodnocení je demonstrováno na vybraných střechách nacházejících se v Peci pod Sněžkou. Výsledky ukazují, že nastavení parametru Calculation Directions má minimální vliv na odhad dopadajícího slunečního záření a parametr Sky Size téměř žádný. Tyto parametry naopak bezúčelně navyšují výpočetní čas. Na druhou stranu velikost a rozlišení vstupního digitálního modelu terénu (DTM) má na výpočet znatelný vliv. Při nesprávném nastavení může docházet ke značným rozdílům ve výsledném odhadu, a to až o 10 %. Poznatky z této práce lze aplikovat pro budoucí výpočty k dosažení co nejpřesnějších výsledků.

Abstract:

Solar energy has recently become popular as it is one of the cleanest and the most preferable renewable sources. Unused rooftops of buildings, which support energy self-sufficiency of households and towns, provide an ideal place for photovoltaic panels in an urban environment. However, incorrect estimates of solar potential of rooftops may distort the expected energy benefits, because solar potential is affected by atmospheric, radiation and topographical factors. Therefore it is necessary to choose the correct setting of the calculation model. The aim of this thesis is to calculate solar potential of rooftops of several buildings with different settings of the model, and subsequently to evaluate the impact of the model parameters on the solar potential estimate. The maps with the impact of solar energy have been modelled using the Area Solar Radiation tool, which is implemented in the geographical information system (GIS), ArcGIS from ESRI. The evaluation is demonstrated on several selected rooftops located in Pec pod Sněžkou. The results illustrate that the setting of Calculation Directions has a minimal impact on the incident solar radiation estimate and the Sky Size parameter shows absolutely no impact. Contrariwise, these parameters unnecessarily increase calculation time. On the other hand, size and resolution of input raster digital terrain model (DTM) have a noticeable effect on calculation. When the setting is incorrect, considerable differences in the final estimate may occur, amounting to as much as 10 %. The findings from this study can be applied in future calculations to obtain the most accurate results possible.

Klíčová slova

solární potenciál, LiDAR, digitální model, Solar Analyst, Sluneční záření, parametry

Keywords

Solar radiation, solar potential, LiDAR, digital model, Solar Analyst, parameters

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Vítězslav Moudrý, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

Bakalářský studijní program / obor:
Krajinářství / Územní technická a správní služba