Mapa solarna Poznania pomoże oszacować opłacalność fotowoltaiki

Polska to nie słoneczne Włochy czy upalna Grecja, ale na nasłonecznienie kraju nie możemy narzekać. Rocznie waha się ono między 900 a 1050 kWH/m2. Moglibyśmy wymienić wiele miejsc, które mają podobny potencjał słoneczny. Tym razem zajrzeliśmy jednak do Poznania. We współpracy Miejskiego Energetyka, Zarządu Geodezji i Katastru Miejskiego GEOPOZ i Politechniki Poznańskiej powstała tam specjalna mapa solarna.

Cyfrowy potencjał do wykorzystania

Mapa solarna pozwala sprawdzić powierzchnię danego dachu i ilość energii słonecznej, która pada na niego w ciągu roku. Dzięki temu możemy oszacować opłacalność instalacji paneli fotowoltaicznych. Radosław Szczerbowski, kierownik Oddziału Miejskiego Energetyka wspomina, że pomysł na powstanie mapy zrodził się podczas jednej z konferencji.

Fotowoltaika od Columbus Energy

– Rozmawiałem wówczas z przedstawicielami GEOPOZ-u o możliwościach wykorzystania map cyfrowych, jakie tworzą. Wcześniej przez 25 lat byłem wykładowcą w Politechnice Poznańskiej, więc udało mi się tym tematem zainteresować także kolegów z uczelni. Zainicjowałem spotkanie przedstawicieli GEOPOZ-u, Wydziału Gospodarki Komunalnej oraz Instytutu Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej, którego efektem było podpisanie porozumienia dotyczącego współpracy przy tworzeniu mapy solarnej.

Dzięki zaangażowaniu dyrekcji i pracowników GEOPOZ-u udało się stworzyć stanowisko badawcze, a opracowaniem mapy zajął się Łukasz Kaźmierczak z Instytutu Elektroenergetyki. Ten projekt to element jego pracy naukowej. Pierwsza wersja mapy powstała na podstawie materiałów udostępnionych przez producenta oprogramowania. Z podobnego korzystają też inne miasta, np. Wrocław czy Ruda Śląska. Teraz dostępna mapa będzie stopniowo poprawiana, uszczegóławiania i wzbogacana o nowe funkcjonalności.

Dachy Poznania pod lupą

Prace nad mapą zaczęły się od analizy energetycznej dachów poznańskich budynków. Obliczenia pokazały jaka ilość energii słonecznej dociera w ciągu roku do połaci dachowych. Mając taką wiedzę możemy oszacować opłacalność inwestycji w montaż paneli fotowoltaicznych.

– Analiza natężenia promieniowania słonecznego docierającego do poznańskich dachów została przeprowadzona za pomocą algorytmów umożliwiających automatyzację procesu. Podstawowe dane wejściowe stanowi numeryczny model pokrycia terenu uzyskany przy użyciu technologii skaningu laserowego (LiDAR). Na jego podstawie wygenerowano obraz rastrowy (siatkę pikseli) o rozdzielczości 1 metra – wyjaśnia Radosław Szczerbowski i dodaje: – W algorytmie uwzględniono zmiany nasłonecznienia na dachach budynków wynikające z naturalnego ukształtowania terenu, jak również sąsiadującej roślinności i zabudowań. Obliczenia przeprowadzone w programie uwzględniały model matematyczny odwzorowujący pozorną wędrówkę Słońca po nieboskłonie oraz rzeczywiste warunki pogodowe występujące na terenie Poznania, uzyskane na podstawie Typowego Roku Meteorologicznego.

Przy obliczeniach zostały uwzględnione różnego rodzaju ograniczenia, wykluczające fragmenty dachu, na których z powodów technicznych bądź ekonomicznych, montaż paneli fotowoltaicznych jest nieuzasadniony. Chodzi tutaj o kwestie związane z nachyleniem dachu, orientacją geograficzną oraz minimalną wartością natężenia promieniowania słonecznego. Następnie została sporządzona klasyfikacja, w której każdą połać dachu przypisywano do jednej z dziesięciu kategorii.

Pod słońcem Wielkopolski

Nasłonecznienie w naszym kraju jest w miarę równomierne i zawiera się w przedziale od 900-1050 kWh/m²/rok. Największe wartości odnotowuje się w centralnej części i na południu kraju. Średnie roczne nasłonecznienie w Poznaniu to ok. 1000 kWh/m2. Jednak o tym, czy dane miejsce może stać się fotowoltaicznym zagłębiem decyduje wiele innych czynników, nie tylko ilość docierającego słońca.

– Sam potencjał solarny powie nam tylko o tym, czym dysponujemy, czyli ile teoretycznie moglibyśmy wyprodukować energii mając do dyspozycji wszystkie dachy Poznania. Jednak potencjał techniczny oraz potencjał uzasadniony ekonomicznie jeszcze mniejszy. Należy bowiem mieć na uwadze, że nie wszystkie dachy są przystosowane do tego, aby zamontować na nich instalacje fotowoltaiczne. Budynki historyczne, wpisane w rejestr zabytków z pewnością nie będą mogły mieć zainstalowanych paneli PV. Ponadto nie każda konstrukcja dachu będzie dostosowana do instalacji paneli PV, wynikać to może na przykład z rodzaju pokrycia dachowego, wytrzymałości i obciążalności konstrukcji czy ilości elementów kolizyjnych, np. komin wentylacyjny lub antena tv na dachu – tłumaczy Radosław Szczerbowski.

Potencjał solarny Polski

Czy w przyszłości powstanie mapa solarna całego naszego kraju? Radosław Szczerbowski przyznaje, że to całkiem możliwe.

– Z tego co się orientuję, próby powstania takiej mapy zostały podjęte i z powodzeniem zrealizowane przez Francję, Szwajcarię i Stany Zjednoczone. Wymaga to oczywiście dostępu do dokładnych map terenu, na podstawie których możliwe będzie stworzenie aplikacji określającej potencjał solarny w całym kraju. Tworząc tego typu mapę będziemy mogli pokazać nie tylko potencjał dachów, ale również na przykład nieużytków czy terenów, które są wyłączone z działalności gospodarczej czy pod zabudowę mieszkaniową.

Mapa solarna Poznana jest dostępna w wersji 2D oraz 3D (po włączeniu warstwy tematycznej “fotowoltaika”) na portalu Systemu Informacji Przestrzennej Miasta Poznania.