Vliv rozlišení vstupních dat na výpočet solární radiace: Případová studie v Krkonoších

Jan Vitvar

Bachelor's thesis

Influence of input data resolution on solar radiation estimates: Case study from Krkonoše Mountains

Abstract:

Znalost množství dopadající sluneční radiace na určité území je podstatná z hlediska energetiky, může však být důležitá například i pro ekology. Tato práce se zaměřuje na odhad solárního potenciálu pomocí geografického informačního systému ArcGIS, konkrétně se zabývá funkcí Area solar radiation. Cílem práce je popsat problematiku odhadu solárního potenciálu a posoudit vliv rozlišení vstupních dat na výsledný solární potenciál a dobu výpočtu. Pro výpočet byla vybrána lokalita Krkonošského národního parku. Byly obstarány tři datové sady, z nichž každá představovala digitální model terénu (DEM) zájmové lokality v jiném rozlišení (2 m, 30 m, 90 m). Z naměřených výsledků vyplývá, že pro zvolení správného měřítka vstupního DEM, je zapotřebí přistupovat ke každé situaci individuálně. Při zvolení nedostatečně velkého rozlišení dochází ke ztrátě informace nízkých hodnot solárního potenciálu, které mohou být podstatné pro ekology například při modelování druhové distribuce. Se zvyšujícím se rozlišením se výrazně prodlužuje doba výpočtu. Při použití velmi vysokého rozlišení vstupních dat (2 m) trval výpočet pro území KRNAP (961 km2) téměř 5 týdnů, zatímco výpočet v rozlišení 90 m trval jednu hodinu. Z dosažených výsledků je patrné, jak důležité je hledat kompromis mezi dostatečnou přesností výsledného solárního potenciálu a dobou výpočtu.

Abstract:

The knowledge of the amount of incident solar radiation on a certain area is significant in terms of energy, but is also key for environmentalists. This work aims to estimate the solar potential utilizing the geographic information system ArcGIS, more specifically; using the Area Solar Radiation function. The aim is to describe the problems of estimating solar potential and assess the impact of resolution of the input data for the resulting solar potential and calculation time. The Giant Mountains National Park in the Czech Republic were chosen as the test location for this work. Three data sets were used, each of which featured a Digital Elevation Model (DEM) places of interest in three different resolutions (2 m., 30 m. and 90 m.). From the measured results, it is clear that for choosing the correct DEM input measurement, there is a need to assess each situation individually. When selecting an insufficient resolution, low solar potential value information loss occurs, which may be relevant for environmentalists, i.e., when modeling species distributions. Increasing resolution significantly extends the period of calculation. When using a very high resolution of the input data (2 m.), the calculation lasted for almost 5 weeks at Giant Mountains National Park (961 km2). On the other hand, the calculation of the 90 meter resolution lasted only one hour. The obtained results show how important it is to find a compromise between sufficient accuracy of the resulting solar potential and time calculation.

Keywords

Digitální model terénu (DEM), geografický informační systém (GIS), rozlišení, solární potenciál

Keywords

Digital Elevation Model (DEM), Geographical Informational System (GIS), resolution, solar potential

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2016

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Landscaping / Landscaping