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如果瑞士一半的屋顶都可以发电怎么办?

发布时间:2020/02/05 新闻 浏览次数:546

 
EPFL的研究人员正在评估瑞士的太阳能潜力。他们的结果表明,光伏板可以安装在该国960万个屋顶的一半以上。由此产生的电力将满足瑞士40%以上的电力需求。
在建筑物屋顶上广泛安装光伏面板可在瑞士向低碳能源系统的过渡中发挥重要作用。但是,到目前为止,由于缺乏有关建筑物及其周围环境的数据以及现有计算方法产生的较大误差,因此无法准确估算瑞士屋顶的整体光伏(PV)潜力。为了填补这一空白,EPFL的太阳能和建筑物理实验室(LESO-PB)的研究人员开发了一种将机器学习算法与地理信息系统和物理模型相结合的方法,以估算光伏潜力。而且,他们首次估算了每小时的光伏潜力。他们的结果已发表在《应用能源》上。
所有屋顶都有其特殊性
“我们不仅关注太阳辐射,还关注屋顶上的可用空间。一些屋顶具有不寻常的形状或包含诸如烟囱之类的上部结构,无法安装光伏面板,”领导第二阶段的Alina Walch说。研究。他们的算法考虑了一些参数,例如屋顶的大小,其方向以及建筑物是在城市中心还是更偏僻的位置。结果表明,太阳能光伏板可以安装在瑞士总屋顶面积的55%。即使仅将面板安装在主要朝南的屋顶上,也可以满足瑞士40%以上的电力需求。
LESO-PB的Dan Assouline在先前的论文中已经进行了使用人工智能技术的初步研究。它基于在日内瓦收集的数据,然后扩展到整个瑞士。 LESO-PB负责人Jean-Louis Scartezzini说:“该研究首次探索了利用人工智能来量化在建筑物屋顶上大规模安装光伏面板的潜力。” “使用新的高分辨率数据,我们现在改进了估算方法,并提高了结果的时空分辨率。这将使我们能够为100%可再生的未来能源系统建模。”
瑞士联邦能源局使用国家的“SIG-Énergie”地理信息系统,创建了瑞士建筑物的高精度模型。使用机器学习,根据太阳能电池板的形状和阴影,估计可以被太阳能电池板覆盖的总屋顶面积。通过应用实际的实际安装规则,估算值更加准确,从而产生24太瓦小时(TWh)的光伏电势,是现有安装容量的十倍。由于太阳辐射的变化和所用方法的不同,该图的误差幅度为9 TWh。
但是Walch并没有止步于此:她的研究还包括对光伏潜力的首次按小时估算。这允许相对于消耗来计量发电。她说:“夏天,我们能源过剩,冬天则短缺,晚上根本没有能源。” “为解决这种不平衡问题,我们需要考虑其他形式的可再生能源,以弥补不足并允许存储能量。水力发电是一种有吸引力的能量存储方式,但是储水坝的容量随季节而变化。风能大规模使用的电力可以填补空白。”

 
EPFL获得的结果可用于提出在屋顶上安装光伏面板的有效政策。 LESO-PB,瑞士国家科学基金会,Innosuisse和瑞士联邦能源局正在商讨开发一个平台,该平台将使城市,州和市政当局以及个人能够可视化其建筑物的可再生能源潜力。
目前,瑞士仅利用了其光伏潜力的十分之一,这意味着还有90%的潜力需要释放。