Forskare vid EPFL bedömer Schweiz potential för solenergi. Deras resultat visar att solcellspaneler kan installeras på mer än hälften av landets 9,6 miljoner hustak. Den resulterande kraften skulle möta mer än 40 procent av schweizisk elbehov.

Den utbredda installationen av solcellspaneler på hustak kan bygga en viktig roll i Schweiz övergång till ett koldioxidsnålt energisystem. Tills nu, dock, den övergripande fotovoltaiska (PV) potentialen för schweiziska hustak kunde inte uppskattas exakt på grund av brist på data om byggnader och deras miljöer, tillsammans med stora felmarginaler som härrör från befintliga beräkningsmetoder. För att fylla det gapet, forskare vid EPFLs Solar Energy and Building Physics Laboratory (LESO-PB) har utvecklat en metodik som kombinerar maskininlärningsalgoritmer med geografiska informationssystem och fysiska modeller för att uppskatta PV-potential. Och, för första gången, de uppskattade timprofiler av PV -potential. Deras resultat har publicerats i Applied Energy.

Alla tak har sin egenhet

"Vi tittar inte bara på solstrålning, men också på det utrymme som finns på hustaken. Vissa hustak har en ovanlig form eller innehåller överbyggnader som skorstenar som förhindrar att solcellspaneler installeras, säger Alina Walch, som ledde den andra fasen av studien. Deras algoritm tar hänsyn till parametrar som takets storlek, dess orientering och om byggnaden ligger i stadens centrum eller en mer isolerad plats. Resultaten visar att solcellspaneler kan monteras på 55 procent av Schweiz totala takyta. Även om paneler endast installerades på huvudsakligen söderläge hustak, detta kan täcka mer än 40 procent av Schweiz elbehov.

En första studie, använder artificiell intelligensteknik, hade redan genomförts i en tidigare avhandling av LESO-PB:s Dan Assouline. Den baserades på data som samlats in i Genève och därefter utvidgades till hela Schweiz. "Den studien undersökte, för första gången, användningen av artificiell intelligens för att kvantifiera potentialen för storskalig installation av solcellspaneler på byggnadstak, "säger Jean-Louis Scartezzini, chef för LESO-PB. "Med hjälp av nya högupplösta data, vi har nu förbättrat beräkningsmetoden och ökat den spatio-temporala upplösningen av resultaten. Detta gör att vi kan modellera framtida energisystem som är 100 procent förnybara. "

Med hjälp av det nationella geografiska informationssystemet "SIG-Énergie", Schweiziska förbundsdepartementet för energi har skapat en mycket exakt modell av Schweiz byggnader. Använda maskininlärning, uppskattningar gjordes av den totala takytan som kan täckas av solpaneler, beroende på deras form och skuggning. Uppskattningar gjordes ännu mer exakt genom att tillämpa verkliga praktiska installationsregler, vilket resulterar i PV-potential på 24 terawattimmar (TWh), tio gånger kapaciteten för befintliga installationer. Den siffrans felmarginal är 9 TWh, på grund av variationen i solstrålning och den metod som används.

Men Walch slutade inte där:hennes studie innehåller också den första timme-för-timme-uppskattningen av PV-potential någonsin. Detta gör att kraftproduktion kan mätas i förhållande till förbrukning. "Vi har ett överskott av energi på sommaren och en brist på vintern, och ingen energi alls på natten, "konstaterar hon." För att ta itu med den obalansen, vi måste överväga andra former av förnybar energi för att kompensera för bristerna och låta energi lagras. Vattenkraft är ett attraktivt sätt att lagra energi, men innehållet i lagringsdammar varierar med årstiderna. Vindkraft, används i stor skala, kan fylla luckorna. "

Resultaten från EPFL kan användas för att lägga fram effektiva policyer för installation av PV -paneler på tak. LESO-PB, Swiss National Science Foundation, Innosuisse och det schweiziska förbundskontoret för energi förhandlar om att utveckla en plattform som gör det möjligt för städer, kantoner och kommuner, men också individer, att visualisera deras byggnaders potential för förnybar energi.

Just nu, Schweiz har utnyttjat endast en tiondel av sin PV -potential, vilket innebär att ytterligare 90 procent återstår att låsa upp.