Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии (ВИЭ) и ее использование соответствует принципам устойчивого развития. Но для принятия решения об инвестициях в эту дорогостоящую технологию требуется предварительный анализ пригодности территории.
Оценка потенциала солнечной энергии осуществляется на разных уровнях: страны, региона, города или отдельного строения. На каждом уровне ГИС с инструментами пространственного анализа позволяет оценить эффективность от внедрения подобных технологий: оценочную мощность, количество проживающего населения, удобство установки, возможности по подключению и множество других параметров.
Улучшить производительность солнечных панелей можно, наклонив их под правильным углом. При этом можно генерировать в среднем больше электроэнергии, чем просто располагая панели горизонтально. Эта информация также различается от местоположения к местоположению.
Узбекистан обладает достаточным потенциалом солнечной энергии. На первом уровне в масштабах страны можно выделить наиболее рентабельные участки с точки зрения существующих электростанций, доступности электроэнергии, оценки населения — все это классические инструменты геоинформационного анализа.
Спускаясь на уровень ниже, выполняется анализ пригодности конкретных мест размещения солнечных батарей.
При наличии цифрового двойника предприятия или города могут быть выбраны оптимальные места для размещения солнечных панелей и посчитана их кумулятивная мощность. Например, используя участок 3D Ташкента был вычислен потенциал крыш под выработку электроэнергии из солнца:
После установки панелей важным шагом является управление этим ценным и дорогостоящим активом, что требует своевременного обслуживания, взаимодействия с другими службами, и здесь на помощь приходят другие возможности ArcGIS, которые работают в единой связке со всей системой (преимущества платформы ArcGIS).
- Создание базы данных размещенных панелей (активов). Возможность ведения в 3D.
- Использование инструментов инженерных сетей для работы в ГИС со связанной электрической сетью в целях обслуживания и управления.
- Использование мобильных ГИС-приложений для сбора информации при плановых осмотрах и в других задачах.
Приведем один из примеров использования ГИС при выборе места под установку солнечных панелей вдоль автомобильной трассы в США.
Установку солнечных панелей мощностью 1 мегаватт в целях электропитания освещения трассы, с передачей излишков энергии в энергосистему региона было решено устанавливать на безопасных участках полосы отчуждения трассы — это буферные пространства, включая обочины, остановки для отдыха, повороты и развязки.
Уже на первом шаге ГИС оказался незаменимым инструментом в выборе наилучших мест установки среди 47 000 миль дорог. Для решения этой задачи был использован инструмент, разработанный Esri для проведения геопространственного анализа с помощью ArcGIS, включающий в себя в том числе расширенное 3D-моделирование, расчет солнечного излучения на основе высоты и поверхности, а также анализ видимости. Оценка пригодности, которая раньше занимала недели или месяцы стала гораздо быстрее и точнее с новым инструментом ГИС-анализа от Esri.
Используя данные Министерства транспорта штата, на первом шаге было проанализировано примерно 1 000 кв.км. Затем ГИС позволил аналитикам автоматически исключить земли, которые были нежелательны для использования, такие как охраняемые территории, а также находящиеся слишком близко к железнодорожным путям или трубопроводам, или слишком далеко от линий электропередач.
Далее инструмент мог ранжировать возможные места по степени пригодности, учитывая такие переменные, как солнечная радиация и расчеты, полученные на основе трехмерной модели местности, которая показывает строения и деревья, отбрасывающие тени.
В результате было отобрано 154 кв.км. наилучшей земли. По расчетам инструмента массивы панелей на этих участках могут производить пять миллионов мегаватт-часов в год на сумму около 400 миллионов долларов. Чтобы проиллюстрировать масштабы и преимущества проекта был использован цифровой двойник участка шоссе на основе ГИС. Детальная визуализация, включающая трехмерное представление ландшафта и солнечных батарей, помогает заинтересованным сторонам получить понятное и детальное представление о проекте. Цифровой двойник также упростил общение с инженерами по транспорту для которых было крайне важна реализация этого нового и нестандартного проекта.
