Los investigadores de TU Delft han desarrollado un nuevo enfoque para calcular de forma rápida y precisa el potencial de energía solar de las superficies en el entorno urbano. A través del nuevo enfoque, los arquitectos y urbanistas pueden incorporar más fácilmente la tecnología fotovoltaica en sus diseños. Los hallazgos fueron presentados el lunes 4 de febrero en Energía de la naturaleza .

Edificios Los árboles y otras estructuras en las zonas urbanas provocan la sombra de los módulos solares, que afecta fuertemente el rendimiento de un sistema fotovoltaico. Evaluación precisa de este desempeño, y el precio / rendimiento relacionado de los sistemas fotovoltaicos, facilitará su integración en el entorno urbano.

Hay varias herramientas disponibles para simular el rendimiento energético de los sistemas fotovoltaicos. Estas herramientas se basan en modelos matemáticos que determinan la irradiancia incidente en los módulos solares. Repitiendo el cálculo de la irradiancia incidente a lo largo del año, las herramientas entregan una irradiación anual recibida por los módulos. Sin embargo, No es fácil determinar cuánta electricidad genera un sistema fotovoltaico en un entorno urbano. Las simulaciones actuales son muy exigentes desde el punto de vista informático, ya que debe tenerse en cuenta el sombreado dinámico de los objetos circundantes causado por el movimiento anual del sol.

El nuevo enfoque simplifica el cálculo y permite al usuario realizar una evaluación rápida del potencial de energía solar para grandes áreas urbanas con alta precisión. Se basa en una correlación entre un perfil de horizonte y la irradiación anual recibida en un lugar urbano en particular. Este método se explica y valida en un estudio publicado en Energía de la naturaleza . El estudio demuestra que la irradiación solar anual total recibida por una superficie seleccionada en un entorno urbano se puede cuantificar utilizando dos parámetros que se derivan del perfil del horizonte:el factor de vista del cielo y el factor de cobertura solar. Mientras que el primer parámetro se utiliza para estimar la irradiación del componente de luz solar difusa, el segundo determina la irradiación de la luz solar directa. Estos dos parámetros se pueden obtener fácil y rápidamente del perfil del horizonte. El estudio muestra que el uso de estos dos parámetros reduce significativamente la complejidad computacional del problema.

Andrés Calcabrini, Doctor. estudiante del departamento de Energía Eléctrica Sostenible, desarrolló el nuevo enfoque bajo la supervisión del Dr. Olindo Isabella y el Profesor Miro Zeman. El grupo de Materiales y dispositivos fotovoltaicos (PVMD) ya ha integrado el enfoque en una caja de herramientas de software que puede calcular con precisión el rendimiento energético de los sistemas fotovoltaicos en cualquier ubicación. Olindo Isabella, jefe del grupo PVMD, dice, Nuestro enfoque rápido integrado en herramientas de software para calcular el potencial de energía solar puede facilitar significativamente el diseño y la distribución de edificios con sistemas fotovoltaicos integrados en marcos de planificación urbana. También ayudará a los inversores a tomar decisiones sobre la integración de sistemas fotovoltaicos en edificios y otras ubicaciones urbanas. "