Como calcular o potencial total de PV de um telhado usando o QGIS?


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Quero calcular o potencial total de PV de um telhado em uma determinada área. Para fazer isso, criei um dsm, executei o algoritmo SAGA "Potential Incoming Solar Radiation" (apenas brincando com ele por enquanto - eu preciso descobrir como obter valores adequados) e corte a varredura de saída para vetor com contornos de telhados.

Como resultado, recebi uma varredura bem cortada que se ajusta ao tamanho de cada telhado, conforme visível na imagem abaixo.

insira a descrição da imagem aqui

Que ferramenta devo usar para obter o valor exato de irradiância para a área de telhados individuais?

Para ser mais preciso: não apenas visualize a distribuição de irradiância no telhado, mas também o número exato de kWh / m² para determinada área?


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Sem pensar muito nisso, acho que você pode estar procurando por "Estatísticas Zonais". Está no menu Raster no QGIS.
Nate Wanner

Respostas:


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Eu não usei a ferramenta PV e não conheço as unidades na varredura, mas posso dar uma idéia geral de uma maneira de fazer isso.

  1. Gere a varredura, como você fez (não necessariamente precisa recortar polígonos, se não quiser). Pode ser mais fácil fazer as contas usando um tamanho de varredura de 1m x 1m, de modo que cada célula tenha 1 metro quadrado, assumindo que isso não seja muito grosseiro para sua avaliação. Se você precisar de algo mais refinado, talvez 0,316 m x 0,316 m funcionem para fornecer uma área de ~ 0,1 metros quadrados. Verifique se você está trabalhando em uma projeção com as unidades apropriadas. O pseudo-Mercator EPSG 3857 usado pelo Google, OSM, sites etc. NÃO é apropriado para isso. As unidades estão em metros, mas são distorcidas à medida que você se move em direção aos pólos. Se você estiver nos EUA, um sistema de plano de estado pode funcionar, ou um sistema UTM pode ser apropriado em qualquer lugar.

  2. Determine as unidades nos valores das células de varredura. Depois, calcule a matemática para calcular kWh por célula. Se cada célula tiver 0,1 m², não se esqueça de dividir por 10 (ou conversão apropriada com base no tamanho da célula). Em seguida, você pode usar a calculadora de varredura no menu de varredura do QGIS para criar uma varredura em que cada célula tem seu potencial em kWh (a parte "/ m²" das unidades "kWh / m²" observadas agora é representada pelo tamanho da célula). Há também uma calculadora raster no SAGA (disponível no QGIS Processing Toolbox), se você preferir.

  3. Usando a nova varredura e seus polígonos de construção, execute a ferramenta Estatísticas Zonais no menu QGIS Raster. Marque as caixas que você deseja para cada polígono do telhado, principalmente a "soma". Você deve terminar com uma camada vetorial em que cada polígono tem um atributo que representa a soma de todas as células rasterizadas que cruzam o polígono. Isso lhe dará potencial de kWh por telhado. Se você deseja áreas específicas do telhado, precisará de polígonos menores.

Não serão necessárias muitas modificações nas etapas acima para fazer cálculos relacionados, como calcular valores de kWh / m² para cada célula e obter valores médios e / ou medianos de todas as células em um polígono usando a ferramenta Zonal Statistics .


Obrigado @Nate Wanner! Parece realmente promissor. Vou verificar como funciona o mais rápido possível. Uma pergunta é: a ferramenta Zonal Statistics é a única opção para isso? A Calculadora de Campo não pode ser aplicada para obter o mesmo?
Proteus

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A calculadora de campo fornece cálculos em vetores (polígonos). A calculadora de varredura fornece cálculos na varredura (células da grade). A ferramenta Estatísticas Zonais é o que permite fazer cálculos de valores de varredura resumidos por construção (polígono).
Nate Wanner

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Ter um olhar para esta ferramenta: SEBE (incluído no UMEP toolkit, que foi recentemente adicionado ao QGIS repositório oficial plugin). Conforme descrito no site oficial, SEBE (Energia Solar em Envelopes de Construção):

... pode ser usado para calcular a energia solar potencial em termos de pixel usando o solo e a construção de modelos digitais de superfície (DSM). O SEBE também é capaz de estimar irradiância na construção de muros. Opcionalmente, os DSMs de vegetação também podem ser usados. A metodologia usada para gerar irradiância é apresentada em Lindberg et al. (2015) .


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Eu ouvi sobre o UMEP anteriormente, mas não tive chance de testá-lo. Obrigado por esta sugestão. No filme introdutório visto no YT, vi que pode ser necessário trabalhar com dois tipos de DSMs - solo + edifícios e vegetação. Não seria um problema usar apenas um onde todos os objetos (edifícios, plantas) estejam presentes?
Proteus

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@proteus, Adicionar vegetação é apenas um opcional. Você pode usar a ferramenta apenas incluindo um DSM de solo e de construção. Existe um tutorial disponível no site, se você quiser experimentar o SEBE ( urban-climate.net/umep/UMEP_Manual#Tutorials ).
precisa


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Pode ser uma fórmula, um algoritmo, eu acho isso, não uma ferramenta que você precise calcular usando a imagem raster, tente encontrar o algoritmo e aplique no raster

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