Analiza potencjału ekspozycji słonecznej dachów o zróżnicowanej konstrukcji z uwzględnieniem zacienienia na przykładzie wybranych obiektów budowlanych z terenu miasta Nowy Sącz

• Autorzy: Krawczyk A. , Zawisza M. , Zygmunt M. , Żądło A. , Zając M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of solar exposure potential of different roof types with consideration of overshadowing, on the example of selected buildings located in the city of Nowy Sącz

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem przeprowadzonych badań było określenie potencjału ekspozycji słonecznej wybranych dachów w celu sprawdzenia ich przydatności dla montażu instalacji fotowoltaicznej. Teren badań objął wybrane obiekty z dwóch dzielnic miasta Nowy Sącz: Biegonice i Dąbrówka. Analizie poddano zarówno obiekt przemysłowy – halę fabryki CARBON SA., jak i budynki zabudowy mieszkalno-gospodarczej, charakterystycznej dla tego rejonu zabudowy wiejskiej. Do analizy zakwalifikowano łącznie 14 połaci dachowych zabudowy wiejskiej oraz 10 połaci dachowych zabudowy przemysłowej. Przebadano dachy jednospadowe, dwuspadowe, wielopołaciowe i płaskie, które następnie na podstawie chmury punktów będącej produktem lotniczego skaningu laserowego zwektoryzowano do postaci trójwymiarowych poligonów odwzorowujących połacie dachowe. Modele wektorowe dachów wykonano w aplikacji typu CAD, gdzie również dokonano wcześniej filtracji chmury punktów, a następnie zwektoryzowano połacie dachowe w przestrzeni trójwymiarowej. W przypadku obiektu przemysłowego zwektoryzowano również obiekty sąsiadujące, które mogą wpływać na zacienienie dachów hali fabrycznej. Do obliczeń nasłonecznienia wykorzystano narzędzie Kalkulator Słoneczny (Solar Exposure Calculator), który pozwala na oszacowanie ekspozycji słonecznej dla konkretnego dachu, jego usłonecznienia oraz nasłonecznienia. Wykonano obliczenia dobowe dla czterech charakterystycznych dni w roku – najdłuższego, najkrótszego i dwóch dni równonocy. Wyniki zostały zaprezentowane w postaci ilustracji oraz w formie tabelarycznej. Analiza pozwoliła zidentyfikować i zwaloryzować połacie dachowe pod względem obliczonych wartości nasłonecznienia oraz ustalić wpływ zacienienia generowany przez obiekty sąsiadujące. Na zakończenie artykułu przedstawiono szczegółowe wnioski z wykonanej analizy oraz wskazano na korzyści z realizacji tego typu obliczeń.

EN

The subject of the research was to determine the solar exposure potential of selected roofs in order to check their suitability for installation of solar panels. The research area covered selected objects from two districts in Nowy Sącz: Biegonice and Dąbrówka. The analysis was conducted both, for an industrial building - the hall of the CARBON SA Plant and residential and farm buildings typical for the rural region. A total number of 14 roofs of rural buildings and 10 roofs of industrial buildings were considered during the analysis. The research was carried out for different kinds of roofs – pitched, gable, multi-pitched and flat. They were vectorised and converted into three-dimensional polygons on the basis of the point cloud resulting from aerial laser scanning. Vector models of roofs were prepared in a CAD type application, where the point clouds were also prefiltered and then roofs were vectorized in the three-dimensional space. In the case of an industrial facility, neighbouring buildings were also inspected which might overshadow the plant roofs. Solar Calculator [Solar Exposure Calculator] was used to calculate solar radiation, which allows to estimate solar exposure and insolation for a particular roof. Diel calculations were made for four characteristic days of the year - the longest and the shortest day and two equinox days. The results were presented in the form of illustrations and tables. The analysis allowed to identify and calibrate roof slopes in terms of the calculated values of insolation and to determine the overshadowing effect generated by neighbouring objects. At the end of the paper, conclusions from the analysis were presented and the benefits of this type of calculation were pointed out.

Słowa kluczowe

PL

fotowoltaika; nasłonecznienie; usłonecznienie; potencjał ekspozycji słonecznej dachów

EN

photovoltaics; insolation; solar radiation; solar exposure potential of roofs

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 16, z. 2(81)
• Strony: 113--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krawczyk A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Ochrony Terenów Górniczych, Geoinformatyki i Geodezji Górniczej

autor

Zawisza M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Kierunek Geodezja i Kartografia

autor

Zygmunt M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Kierunek Geodezja i Kartografia

autor

Żądło A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Kierunek Geodezja i Kartografia

autor

Zając M.

• Uniwersytet Jagielloński, Wydział Geografii i Geologii, Kierunek Geografia

Bibliografia

• Berent-Kowalska Grażyna, Kacprowska Joanna, Moskal Iwona, Jurgaś Aureliusz, Kacperczyk Grzegorz, 2016: Energia ze źródeł odnawialnych w 2015 r. (Energy from renewable sources, 2015) Główny Urząd Statystyczny, Departament Produkcji, Ministerstwo Energii, Agencja Rynku Energii S.A. http://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/energia/energia-ze-zrodel-odnawialnych-w-2015-roku,3,10.html#
• Encyklopedia PWN – wersja internetowa (The PWN Encyclopaedia – Internet version). Dostęp 30.08.2017 r. http://encyklopedia.pwn.pl/
• Fotowoltaika24 – Blog o fotowoltaice i tematach pokrewnych (Blog about photovoltaics and related topics). Dostęp 18.09.2017 r. http://www.fotowoltaika24.info.pl/systemy-mocowan-paneli-fotowoltaicznych/
• GUS, 2016: Bank Danych Lokalnych – Rynek materiałowy i paliwowo-energetyczny – Rynek materiałowy – Produkcja energii elektrycznej wg źródeł (The material and fuel-and energy market – Electric Energy production by sources). Dostęp 30.08.2017 r. https://bdl.stat.gov.pl/BDL/dane/podgrup/teryt
• Krawczyk Artur, 2013: Podsumowanie zajęć dydaktycznych Koła Naukowego Studentów AGH w zakresie grafiki komputerowej (Summary of teaching computer graphics to members of the AGH student association). Roczniki Geomatyki 11(5): 43-49, Warszawa, PTIP.
• Reda Ibrahim, Andreas Afshin, 2008: Solar Position Algorithm for Solar Radiation Applications, National Renewable Energy Laboratory, Technical Report NREL/TP-560-34302.
• SIPMuszyna, 2017: Kataster Słoneczny, Systemu Informacji Przestrzennej Miasta i Gminy Uzdrowiskowej Muszyna (The solar cadastre, The Spatial Information System of the Muszyna Spa Town and Municipality). Dostęp 18.09.2017 r. www.sip.muszyna.pl
• Stronka Maciej, Masłowski Adam, 2015: Energia słoneczna w Polsce – nasłonecznienie (The solar energy in Poland – insolation) [W:] Poradnik Projektanta Adam Masłowski. Dostęp 29.01.2018 r. https://poradnikprojektanta.pl/energia-sloneczna-w-polsce-naslonecznienie/
• Śleszyński Przemysław, Degórski Marek, 2011: Mapa nr 20 Zasoby Energii Odnawialnej, mapa diagnostyczna w Koncepcji Przestrzennego Zagospodarowania Kraju 2030 (The map no.20 – Renewable Energy resources, diagnostic map according to the Concept of the Spatial Management of Poland, 2030). 25.01.2011. Warszawa, Ministerstwo Rozwoju Regionalnego. Dostęp 18.09.2017 r. http://mr.bip.gov.pl/fobjects/download/48504/mapa_20_energia_odnawialna_230112-pdf.html
• Tatar-Kieć Dorota, 2015: Określenie przydatności narzędzi GIS-owych do tworzenia katastru słonecznego oraz lokalizacji instalacji solarnych (Determination of usefulness of GIS tools for creation of the solar cadastre and location of solar installations). Praca końcowa, Studia Podyplomowe w zakresie Systemów Informacji Geograficznej AGH WGGIIŚ Kraków, promotor dr inż. Artur Krawczyk, praca niepublikowana.
• Witkowska Aleksandra, Bielecka Elżbieta, 2014: Wykorzystanie danych ze skaningu laserowego do analizy nachylenia i ekspozycji dachów w celu montażu kolektorów słonecznych (The use of data from laser scanning to analyze the slope and the exposure of roofs for the assembly of solar collectors), Biuletyn WAT LXIII (2).
• Yadao Richard Dean, Madalipay Jholeeh Charls, Alibuyog Nathaniel, Utrera Rodel, Galacgac Evageline, 2017: Solar Resource Assessment of Batac City, Ilocos Norte, Philippines using Airborne Lidar and Topographybased Solar Model – As Part of the Renewable Energy Resource Assessment of Phil-Lidar 2 Program. Proceedings of Conference GISTAM 2017: 231-236, Porto, Portugal.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).