Wie berechnet man das gesamte PV-Potenzial eines Daches mit QGIS?

9

Ich möchte das gesamte PV-Potenzial eines Daches in einem bestimmten Bereich berechnen. Zu diesem Zweck habe ich einen dsm erstellt, den SAGA-Algorithmus "Potential Incoming Solar Radiation" ausgeführt (ich spiele erst jetzt damit - ich muss herausfinden, wie man die richtigen Werte erhält) und das Ausgabe-Raster in einen Vektor mit Dachkonturen geschnitten.

Als Ergebnis erhielt ich ein schön geschnittenes Raster, das der Größe jedes Daches entspricht, wie auf dem Bild unten zu sehen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Mit welchem ​​Werkzeug kann ich den genauen Wert der Bestrahlungsstärke für die Fläche einzelner Dächer ermitteln?

Genauer gesagt: Nicht nur die Verteilung der Bestrahlungsstärke auf dem Dach visualisieren, sondern auch die genaue Anzahl von kWh / m² für eine bestimmte Fläche?

Proteus
quelle
1
Ohne viel darüber nachzudenken, denke ich, dass Sie nach "Zonal Statistics" suchen. Es befindet sich in QGIS unter dem Raster-Menü.
Nate Wanner

Antworten:

6

Ich habe das PV-Tool nicht verwendet und kenne die Einheiten im Raster nicht, kann Ihnen aber eine allgemeine Vorstellung davon geben, wie Sie dies erreichen können.

  1. Generieren Sie das Raster wie zuvor (Sie müssen noch nicht unbedingt in Polygone schneiden, wenn Sie dies nicht möchten). Es kann einfacher sein, mit einer Rastergröße von 1 x 1 m zu rechnen, sodass jede Zelle 1 Quadratmeter groß ist, vorausgesetzt, dies ist nicht zu grob für Ihre Bewertung. Wenn Sie etwas Feineres benötigen, können Sie mit 0,316 mx 0,316 m eine Fläche von ~ 0,1 Quadratmetern erhalten. Stellen Sie sicher, dass Sie in einer Projektion mit geeigneten Einheiten arbeiten. Der von Google, OSM, Websites usw. verwendete Pseudo-Mercator EPSG 3857 ist hierfür NICHT geeignet. Einheiten sind in Metern angegeben, aber sie werden verzerrt, wenn Sie sich den Polen nähern. Wenn Sie sich in den USA befinden, funktioniert möglicherweise ein State-Plane-System, oder ein UTM-System ist überall geeignet.

  2. Bestimmen Sie die Einheiten in den Rasterzellenwerten. Berechnen Sie dann die Mathematik, um kWh pro Zelle zu berechnen. Wenn jede Zelle 0,1 m² groß ist, vergessen Sie nicht, durch 10 zu teilen (oder die entsprechende Konvertierung basierend auf der Zellengröße). Sie können dann den Rasterrechner im QGIS-Rastermenü verwenden, um ein Raster zu erstellen, in dem jede Zelle ihr kWh-Potenzial hat (der "/ m²" -Teil der angegebenen "kWh / m²" -Einheiten wird jetzt durch die Zellengröße dargestellt). Es gibt auch einen Rasterrechner in SAGA (verfügbar in der QGIS Processing Toolbox), wenn Sie dies bevorzugen.

  3. Führen Sie mit dem neuen Raster und Ihren Gebäudepolygonen das Werkzeug Zonenstatistik im QGIS-Rastermenü aus. Aktivieren Sie die gewünschten Kontrollkästchen für jedes Dachpolygon, vor allem die "Summe". Sie sollten eine Vektorebene erhalten, in der jedes Polygon ein Attribut hat, das die Summe aller Rasterzellen darstellt, die das Polygon schneiden. Dadurch erhalten Sie ein kWh-Potenzial pro Dach. Wenn Sie bestimmte Bereiche des Daches wünschen, benötigen Sie kleinere Polygone.

Die obigen Schritte müssen nicht viel geändert werden, um verwandte Berechnungen durchzuführen, z. B. die Berechnung von kWh / m²-Werten für jede Zelle und das Abrufen von Mittel- und / oder Medianwerten aller Zellen innerhalb eines Polygons mit dem Werkzeug Zonenstatistik .

Nate Wanner
quelle
Danke @Nate Wanner! Klingt sehr vielversprechend. Ich werde so schnell wie möglich überprüfen, wie es funktioniert. Eine Frage: Ist das Zonal Statistics-Tool die einzige Option dafür? Feldrechner kann nicht angewendet werden, um das gleiche zu erreichen?
Proteus
1
Der Feldrechner liefert Berechnungen für Vektoren (Polygone). Der Rasterrechner liefert Berechnungen für das Raster (Gitterzellen). Mit dem Werkzeug "Zonale Statistik" können Sie Berechnungen von Rasterwerten durchführen, die durch Erstellen (Polygon) zusammengefasst werden.
Nate Wanner
6

Schauen Sie sich dieses Tool an: SEBE (im UMEP- Toolkit enthalten, das kürzlich zum offiziellen QGIS-Plugin-Repository hinzugefügt wurde). Wie auf der offiziellen Website SEBE (Solar Energy on Building Envelopes) beschrieben:

... kann verwendet werden, um die pixelweise potenzielle Sonnenenergie mithilfe von Boden- und Gebäude-Digitaloberflächenmodellen (DSM) zu berechnen. SEBE kann auch die Bestrahlungsstärke an Gebäudewänden abschätzen. Optional könnten auch Vegetations-DSMs verwendet werden. Die Methode zur Erzeugung der Bestrahlungsstärke wird in Lindberg et al. (2015) .

sunt05
quelle
1
Ich habe früher von UMEP gehört, hatte aber keine Gelegenheit, es zu testen. Danke für diesen Vorschlag. In dem auf YT gezeigten Einführungsfilm habe ich gesehen, dass es möglicherweise notwendig ist, mit zwei Arten von DSMs zu arbeiten - Boden + Gebäude und Vegetation. Wäre es nicht ein Problem, nur eines zu verwenden, bei dem alle Objekte (Gebäude, Pflanzen) vorhanden sind?
Proteus
1
@proteus, Das Hinzufügen von Vegetation ist nur optional. Sie können das Tool nur mit einem Boden- und Gebäude-DSM verwenden. Auf der Website steht ein Tutorial zur Verfügung, wenn Sie SEBE ausprobieren möchten ( urban-climate.net/umep/UMEP_Manual#Tutorials ).
sunt05
Hier ist der aktualisierte Link für das Tutorial: tutorial-docs.readthedocs.io/en/latest/Tutorials/SEBE.html#sebe
MrXsquared
2

Es kann eine Formel sein, ein Algorithmus, ich denke, dies ist kein Werkzeug, das Sie mithilfe des Rasterbilds berechnen müssen. Versuchen Sie, den Algorithmus zu finden und auf das Raster anzuwenden

Andrei Kökeinyesdi
quelle