Rosnące zapotrzebowanie na alternatywne źródła energii, w tym energię słoneczną, to trend, który obserwujemy już od kilkudziesięciu lat. W ostatnich dwóch dekadach zdecydowanie przyspieszył, m.in. w związku z intensywnym rozwojem regulacji i technologii w Unii Europejskiej, w tym także w Polsce. To również naturalny kierunek, by budować i rozwijać zrównoważone środowiskowo inteligentne miasta.

Czy panele solarne mają sens w Polsce?

W naszym kraju w zależności od regionu słońce świeci łącznie nie dłużej niż 2 miesiące. W związku z tym wiele osób zadaje sobie pytanie, na ile efektywne będą instalacje fotowoltaiczne w polskim klimacie. Na to zagadnienie zwrócili także uwagę naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej.

Badacze z Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT: dr inż. Paulina Jaczewska, mgr inż. Hubert Sybilski i mgr Marlena Tywonek, przyjrzeli się panelom działającym w konkretnych lokalizacjach oraz sposobom pomiaru ich wydajności. Na podstawie autorskich badań i obserwacji opracowali efektywną metodę oceny potencjału solarnego budynków. Wykorzystali do tego obrazy z Bezzałogowych Statków Powietrznych (BSP), czyli dronów, oraz dane uzyskane z lotniczego skanowania laserowego ALS, znanego jako LiDAR.

Badania z nieba

Zdaniem naukowców z WAT to właśnie połączenie tych dwóch metod – zdjęć i modeli 3D wysokiej jakości z dronów oraz szczegółowych informacji o ukształtowaniu terenu ze skanowania laserowego – oraz wykorzystanie wiedzy o obiektach z Bazy Danych Obiektów Topograficznych (BDOT) pozwala najlepiej ocenić, gdzie warto instalować panele fotowoltaiczne.

Dotychczas wykorzystywano zazwyczaj otwarte dane z lotniczego skanowania laserowego, które jednak często są nieaktualne lub charakteryzują się niską rozdzielczością. Pozyskanie nowych, wysokorozdzielczych danych LiDAR wiąże się z kolei z wysokimi kosztami. Włączenie do analizy obrazów z dronów pozwoliło zespołowi uzyskać kompletny zestaw pomiarów z różnych wysokości, a tym samym stworzyć metodę niedrogą, wygodną i precyzyjną. Szczegółowość ma w tych badaniach kluczowe znaczenie, ponieważ na efektywność paneli fotowoltaicznych wpływają nawet niewielkie obiekty, takie jak komin zacieniający połowę dachu czy drzewo na posesji sąsiada.

Skuteczność potwierdzona testami

Wysoką skuteczność autorskiej metody potwierdziły testy, które zespół przeprowadził na terenie wysoce zurbanizowanym, reprezentowanym w badaniach przez rozbudowany kampus Wojskowej Akademii Technicznej, oraz w terenie o niskim zagęszczeniu budynków – w mazowieckiej wsi Wodziczna. Na tej podstawie badacze z WAT przygotowali szczegółowe mapy, które jasno pokazują potencjalną produkcję energii elektrycznej. Zastosowana metoda pozwoliła na precyzyjne określenie parametrów dachów, takich jak nachylenie i orientacja, a także dokładne oszacowanie ilości promieniowania słonecznego padającego na powierzchnie w ciągu roku.

Pełna wersja artykułu o autorskiej metodzie z WAT znajduje się w cyklu Najlepsze Publikacje.

Dominika Naruszko

fot. Katarzyna Puciłowska-Chrabąszcz