Guida all'analisi automatizzata dell'ombra nella progettazione solare

L'ombreggiamento può ridurre drasticamente le prestazioni dei pannelli solari, a volte di oltre 75% a causa di ostruzioni anche minime. Gli strumenti di analisi automatica dell'ombreggiamento rendono oggi più facile l'ottimizzazione dei progetti solari, utilizzando dati precisi e algoritmi avanzati. Ecco cosa c'è da sapere:

Vantaggi principali:

• Precisione: Strumenti come EagleView acquisiscono 10.000-30.000 punti dati per tetto rispetto ai soli 15-30 dei metodi manuali.
• Velocità: Generare rapporti dettagliati sulle sfumature in meno di 15 minuti.
• Guadagni di prestazioni: Le regolazioni basate sulle intuizioni automatiche possono migliorare la produzione di energia fino a 17,3%.

Come funziona:

1. Scansione 3D: Il LiDAR crea modelli dettagliati di tetti e dintorni.
2. Apprendimento automatico: Simula i modelli di ombra e calcola la perdita di potenza.
3. Piattaforme integrate: Un software come Aurora Solar combina l'analisi dell'ombra con la modellazione energetica.

Perché è importante:

L'analisi automatizzata dell'ombreggiatura fa risparmiare tempo, riduce gli errori umani e migliora la precisione del progetto, garantendo la massima produzione di energia. Che si tratti di progetti di tetti complessi o di ombreggiature stagionali, questi strumenti semplificano il processo.

Iniziate a sfruttare l'analisi automatizzata delle ombre per ottimizzare i vostri progetti solari.

Tecnologie di base per l'analisi dell'ombra

La moderna analisi delle ombre dipende da tre tecnologie principali che lavorano insieme per fornire indicazioni precise per la progettazione solare. Questi strumenti hanno cambiato completamente il modo in cui i progettisti valutano e pianificano gli impianti fotovoltaici. Analizziamo ciascuna di esse e il suo ruolo nel migliorare la precisione della progettazione.

Scansione e modellazione 3D

La tecnologia LiDAR genera modelli 3D altamente dettagliati dei siti di installazione, che servono come base per l'analisi automatica dell'ombra. Il National Renewable Energy Lab (NREL) riferisce che l'analisi dell'ombra basata sul LiDAR raggiunge un'accuratezza di 3,5% rispetto alle tradizionali misurazioni in loco. Questi modelli catturano dettagli come l'altezza degli edifici, gli angoli dei tetti, la vegetazione vicina, le strutture circostanti e il terreno. Con questo livello di dettaglio, i rapporti sull'ombra possono essere prodotti in meno di 15 minuti - un processo ora riconosciuto da NYSERDA come paragonabile alle misurazioni manuali.

Applicazioni di apprendimento automatico

Gli algoritmi di apprendimento automatico trasformano i dati grezzi in informazioni utili analizzandoli:

• Modelli d'ombra: Simulare il movimento delle ombre nel corso della giornata e delle stagioni
• Fattori ambientali: Considerando variabili come la temperatura, l'intensità della luce solare e l'umidità
• Prestazioni del sistema: Identificazione delle irregolarità nella potenza erogata
• Impatto dell'ombra: Calcolo automatico della perdita di potenza causata dall'ombreggiamento

Questa elaborazione avanzata dei dati affina le strategie di posizionamento dei pannelli, contribuendo direttamente a una migliore progettazione solare.

Integrazione della piattaforma software

Le migliori piattaforme di progettazione solare ora includono l'analisi automatica delle ombre come parte delle loro soluzioni all-in-one. Tra le piattaforme più popolari, in base alle recensioni degli utenti, ci sono:

• Aurora Solar: Voto 4.6/5 su G2 (79 recensioni)
• PVsyst: Voto 4.9/5 su G2 (11 recensioni)
• Elicoscopio: Voto 4.5/5 su G2 (10 recensioni)

Queste piattaforme combinano analisi delle ombre, modellazione energetica e visualizzazione 3D, integrandosi con strumenti CAD e CRM per semplificare i flussi di lavoro.

"I valori di ombreggiatura di Aurora LIDAR sono stati dimostrati dal National Renewable Energy Lab (NREL) come statisticamente equivalenti alle misurazioni in loco".

Guida in 3 fasi all'analisi dell'ombra

1. Raccolta dei dati del sito

Ottenere dati accurati sul sito è il primo passo per un'analisi ombreggiante affidabile. Le misure chiave includono:

• Coordinate geografiche (latitudine e longitudine) per calcolare il percorso solare.
• Dimensioni dell'edificio acquisiti con i distanziometri laser.
• Altezza degli ostacoli vicini misurata con un clinometro.
• Lettura della bussola per determinare gli angoli di azimut delle sorgenti di ombreggiamento.
• Immagini aeree ad alta risoluzione raccolti tramite droni.

Strumenti come la soluzione Inform Advanced di EagleView possono fornire dati precisi sulla superficie del tetto, rendendo le misure ancora più accurate. Una volta raccolti, questi dati sono pronti per essere analizzati con un software specializzato.

2. Esecuzione dell'analisi del software

Il software di analisi dell'ombra utilizza algoritmi avanzati per elaborare i dati del sito. Imposta i parametri per tenere conto di:

• Variazione della posizione del sole nel corso della giornata.
• Variazioni stagionali della luce solare.
• Condizioni meteo locali.
• Tariffe energetiche a tempo.

Il software calcola i valori di accesso solare (SAV) e la frazione di risorsa solare totale (TSRF), aiutandovi a individuare le aree migliori per l'installazione dei pannelli solari. Questi risultati guidano le decisioni di progettazione del sistema.

3. Applicazione dei risultati al progetto

Utilizzare i risultati dell'analisi per perfezionare il progetto dell'impianto solare. Se l'ombreggiamento è un problema, considerate queste strategie basate sui dati SAV e TSRF:

• Regolare layout dei pannelli per aumentare la produzione di energia fino a 10%.
• Utilizzo elettronica di potenza a livello di modulo per gestire l'ombreggiatura parziale.
• Scegliere Moduli resistenti all'ombra e ad alta efficienza per le aree colpite.
• Installare microinverter o ottimizzatori di potenza nelle zone con SAV più bassa.
• Modificare il Rapporto CC/CA in base ai calcoli della TSRF.

Queste fasi garantiscono che il progetto massimizzi la produzione di energia, anche in condizioni difficili.

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Migliorare l'accuratezza dell'analisi

Impostazione delle impostazioni locali

Per ottenere previsioni affidabili sulle tonalità, è fondamentale impostare correttamente i parametri locali. Iniziate inserendo le coordinate geografiche precise nel vostro software. Questo aiuta strumenti come Aurora Solar e PVsyst a eseguire calcoli accurati del percorso solare. I fattori chiave da regolare sono:

• Fuso orario e impostazioni dell'ora legale
• Integrazione dei dati meteo locali
• Dettagli del prospetto del sito
• Livelli di riflettanza al suolo
• Condizioni atmosferiche regionali

Questi strumenti avanzati possono elaborare un numero di dati molto maggiore rispetto ai metodi manuali. Una volta definite le impostazioni locali, tenete conto di come i cambiamenti stagionali possano influire su questi parametri.

Modelli d'ombra stagionali

Le variazioni stagionali possono avere un impatto significativo sui modelli di ombreggiamento e strumenti come il System Advisor Model (SAM) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti possono aiutare ad analizzare questi cambiamenti. Essi valutano fattori quali:

• Differenze nei percorsi del sole in inverno e in estate
• Variazioni della densità della vegetazione nelle varie stagioni
• Variazioni delle lunghezze d'ombra
• Effetti delle ombre degli edifici

Gli algoritmi di Helioscope fanno un ulteriore passo avanti, simulando come i cambiamenti ambientali influenzino i modelli di ombreggiatura durante l'anno. Dopo aver valutato questi cambiamenti stagionali, è importante verificare le intuizioni attraverso controlli in loco per una maggiore precisione.

Verifica dei risultati in loco

La verifica in loco garantisce l'accuratezza delle previsioni automatiche. Le ricerche condotte da Solargraf rivelano che i valori annuali di accesso solare (SAV) sono strettamente allineati con le misurazioni in loco, con un margine di ±2 SAV per 80% di punti di accesso.

"EagleView Inform Advanced è in grado di fornire valori di accesso solare modellati in più punti di un tetto rispetto a quelli che potrebbero essere misurati ed elaborati manualmente". - DNV-GL

Per concludere il processo di verifica, concentratevi su questi compiti chiave:

• Confronto tra le previsioni generate dal software e le misure di SunEye 210
• Documentate le condizioni dell'ombra nei momenti critici
• Misurare gli ostacoli in prossimità del sito
• Verifica incrociata dei risultati automatici con le condizioni reali del sito

Impostazioni locali accurate e valutazioni stagionali sono la base per una verifica affidabile in loco.

Problemi di analisi comuni e soluzioni

Approfondendo le tecnologie di base, emergono diverse sfide nell'analisi automatizzata delle ombre. Ecco una panoramica dei problemi principali e di come affrontarli in modo efficace.

Progetti di edifici complessi

Gli edifici con design intricati, come forme irregolari, piani di copertura multipli o caratteristiche uniche, possono creare problemi per gli strumenti di analisi dell'ombra. Ad esempio, i sistemi fotovoltaici integrati nell'edificio (BIPV) richiedono un'attenta pianificazione per allinearsi all'orientamento e alla struttura dell'edificio per ottenere prestazioni ottimali.

Per risolvere questo problema, utilizzare scansione 3D ad alta risoluzione per modellare con precisione le singole superfici. Per migliorare la precisione dell'analisi in questi scenari complessi, è possibile tenere conto di elementi strutturali come camini, prese d'aria e impianti HVAC.

Sorgenti d'ombra in movimento

L'ombreggiatura dinamica, come quella causata dagli alberi, aggiunge un ulteriore livello di difficoltà. I cambiamenti stagionali possono influenzare in modo significativo i modelli di ombreggiatura, rendendo fondamentale tenere conto delle variazioni nel tempo.

Ecco come gestire le fonti d'ombra in movimento:

• Condotta rilievi dettagliati del sito per cogliere le variazioni stagionali dell'ombreggiatura.
• Utilizzo software di simulazione dell'ombreggiatura per modellare i movimenti dell'ombra durante l'anno.
• Aggiornare regolarmente i modelli di analisi delle tonalità per riflettere i cambiamenti ambientali.

Questi passaggi aiutano a mantenere informazioni accurate e aggiornate sulle ombreggiature dei progetti.

Equilibrio tra velocità e dettaglio

Bilanciare la velocità di elaborazione con i dettagli dell'analisi è una sfida comune nella progettazione solare. Se da un lato gli strumenti per le immagini aeree offrono valutazioni rapide, dall'altro potrebbero mancare i dettagli più fini. D'altra parte, la modellazione 3D dettagliata offre una maggiore precisione, ma richiede più tempo.

Ecco un rapido confronto dei metodi di analisi:

Scegliete il metodo più adatto ai requisiti del vostro progetto per ottenere i migliori risultati.

Conclusione

L'analisi automatizzata delle ombre ha rimodellato la progettazione solare offrendo precisione e velocità senza pari. Secondo McKinsey & Company, la combinazione di IA e digitalizzazione aumenta la produttività degli asset di circa 20% e riduce i costi di manutenzione di 10%. Questi guadagni sono resi possibili dai progressi della tecnologia:

Questi vantaggi misurabili aprono la strada a un processo di adozione sistematica.

Vantaggi principali

Guida all'implementazione

Per sfruttare al meglio l'analisi automatica dell'ombra, seguite questi passaggi per integrarla nel vostro flusso di lavoro di progettazione solare:

• Valutare il processo attuale: Identificate le aree della vostra pipeline di progettazione in cui gli strumenti automatizzati possono migliorare l'efficienza e la condivisione dei dati.
• Selezionare gli strumenti giusti: Scegliete un software con solide capacità di analisi delle ombre e scalabilità. Alcune piattaforme leader gestiscono oltre 1,6 milioni di analisi, dimostrando la loro affidabilità.
• Formare il team: Dotare il team delle competenze necessarie per massimizzare questi strumenti. Ad esempio, il team di progettazione di Iberica Solar ora crea più iterazioni di layout in un solo giorno, un'impresa che prima era impossibile con i metodi manuali.

"RatedPower ha aumentato il numero di offerte che abbiamo potuto preparare e presentare di circa 50%", afferma Stefano Papale, Global Head of Business Development di FATA. Ciò evidenzia l'impatto reale di un'efficace implementazione dell'analisi automatizzata delle tonalità.

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