Повеќе земји се свртуваат кон користење на сончевата енергија за да ги задоволат своите енергетски потреби, искористувајќи го овој извор на енергија со висок потенцијал преку фотоволтаични системи, кои го претвораат сончевото електромагнетно зрачење во електрична енергија. Европската Унија (ЕУ) препорача реформа на енергетскиот систем за да се приспособи на оваа ситуација, па според Директивата 2009/28/ЕC, ЕУ треба да постигне минимум 25 % удел на обновлива енергија во нејзините енергетски производствени капацитети по 2025 година.

За какво истражување се работи?

Во овој научен труд е предложена методологија за процена на соларниот енергетски потенцијал на покривите која се базира на LiDAR технологија (анг. Light Detection and Ranging ) и ГИС софтвер (анг. Geographic Information System-GIS). Предложената методологија е аплицирана на мала територија во Град Скопје и резултатите од студијата се претставени на мапа во која се прикажани покривите кои се најпогодни (оптимални) за инсталирање фотоволтаични (PV) системи. Од оваа мапа беа избрани три случајни покриви за да се извршат мануелни пресметки на бројот на панели што може да се вклопат на нив и потенцијалната излезна електрична енергија на инсталираните PV системи. Оваа студија обезбедува клучни резултати за финансиско и урбанистичко планирање, формулирање политики за идни енергетски проекти и исто така овозможува да се анализираат различни механизми за промовирање на фотоволтаични инсталации на јавно достапни покриви. Идејата зад предложената методологија е да се изработи веб ГИС систем во кој ќе биде опфатена секоја општина во Македонија и со тоа ќе му се овозможи на секој граѓанин информација од слободен пристап за енергетскиот фотоволтаичен потенцијал кој го има покривот на неговиот објект.

Предложената методологија се базира на LiDAR податоци кои се добиени од Агенцијата за катастар на недвижности која од неодамна спроведе проект за целосно снимање на Македонија со помош на LiDAR технологија, со што се добиени детални податоци со висока резолуција кои вклучуваат дигитален теренски модел (анг. Digital Terrain Model-DTM) и дигитален површински модел (анг. Digital Surface Model -DSM) како и point cloud од кој може да се изработат детални 3Д-модели. За потребите на оваа методологија се искористени DTM и DSM моделите кои имаат резолуција од 1 m (што значи дека секој пиксел од моделот во реалноста претставува 1 m2).



Со обработка на DSM и DEM моделите во QGIS софтверот се прави сегментација само на покривите кои се и цел на оваа анализа.



Нареден чекор е категоризација во класи на растерската датотека што ќе ни овозможи да ги групираме податоците поврзани за покривите. Овој чекор ја претставува оптимизацијата на предложената методологија, со што ни нуди да ги селектираме само оние покриви што имаат најсоодветна ориентација кон сонцето и наклон за инсталација на фотоволтаичните системи (Слика 3.).



За зголемување на точноста во лоцирање на овие оптимални области е вклучена и анализата за падот на сенката врз овие покриви, со што се земени предвид и можните сенки кои ги генерираат повисоките објекти врз пониските, со што значително би се намалила ефикасноста на фотоволтаичните системи (Слика 4).


Нареден чекор е комбинација на сите обработени растери во QGIS софтверот со што се добива датотека која ги содржи сите потребни податоци (наклон, ориентација, површина, локација, пад на сенка итн.) кои понатаму можеме да ги филтрираме за да ги издвоиме и селектираме само оптималните покриви кои ги задоволуваат потребните критериуми. Главни критериуми што се вметнати во алгоритамот за филтрирање на податоците се: површини кои се над 10 m2, покриви со ориентација од 67.5° до 292.5° и исклучување на покривите со наклон поголем од 600. Од филтрираните податоци се добива финален растер кој ги прикажува само оптималните покриви кои ги задоволуваат претходно споменатите критериуми (Слика 5).





Како последен чекор во QGIS софтверот е правење пресек помеѓу датотеката во која се селектирани само оптималните покриви и годишната сончева ирадијација на анализираната област, со што се добива финален растер со кој може да се направи пресметка за можната потенцијална излезна енергија на инсталираните фотоволтаични системи (Слика 7).


Секако дека има сегменти кои можат да се подобрат и да се автоматизираат за да бидеме во можност да анализираме поголеми површини како, на пример, цели општини. Во овој момент за да се направи процена на потенцијална излезна енергија на инсталираните фотоволтаични системи, треба да се процени бројот на PV панели што може да се вклопат во секој од селектираните покриви. Оваа операција одзема многу време затоа што треба да се направи рачно. Идното истражување ќе вклучи проширување на методологијата за да се справи со овој процес. Идејата зад овој чекор ќе биде да се развие алгоритам кој ќе може да го пронајде максималниот број на правоаголници (PV панели) што ќе можат да се вклопат во која било дадена форма. Исто така, законската регулатива што го ограничува бројот на инсталирана моќност на приватните и деловните објекти не е обработена бидејќи целта на оваа студија беше да се пресмета целокупниот неискористен потенцијал на покривите врз кои може да се инсталираат овие PV системи за производство на електрична енергија.

Ова на некој начин претставува „соларен катастар“. Каков бенефит би имале граѓаните од информациите што ги нуди оваа студија?