I ricercatori del TU Delft hanno sviluppato un nuovo approccio per calcolare in modo rapido e accurato il potenziale di energia solare delle superfici nell'ambiente urbano. Attraverso il nuovo approccio, architetti e urbanisti possono incorporare più facilmente la tecnologia fotovoltaica nei loro progetti. I risultati sono stati presentati lunedì 4 febbraio in Energia della natura .

edifici, alberi e altre strutture nelle aree urbane causano l'ombreggiamento dei moduli solari, che influenza fortemente le prestazioni di un impianto fotovoltaico. Valutazione accurata di questa prestazione, e il relativo prezzo/prestazioni degli impianti fotovoltaici, faciliterà la loro integrazione nell'ambiente urbano.

Sono disponibili diversi strumenti per simulare il rendimento energetico degli impianti fotovoltaici. Questi strumenti si basano su modelli matematici che determinano l'irraggiamento incidente sui moduli solari. Ripetendo il calcolo dell'irraggiamento incidente per tutto l'anno, gli strumenti erogano un'irradiazione annuale ricevuta dai moduli. Però, non è facile determinare quanta elettricità genera un impianto fotovoltaico in un ambiente urbano. Le simulazioni attuali sono molto impegnative dal punto di vista computazionale, come l'ombreggiatura dinamica degli oggetti circostanti causata dal movimento annuale del sole deve essere presa in considerazione.

Il nuovo approccio semplifica il calcolo e consente all'utente di effettuare una rapida valutazione del potenziale di energia solare per grandi aree urbane con elevata precisione. Si basa su una correlazione tra un profilo dello skyline e l'irradiazione annuale ricevuta in un particolare punto urbano. Questo metodo è spiegato e convalidato in uno studio pubblicato su Energia della natura . Lo studio dimostra che l'irraggiamento solare totale annuo ricevuto da una superficie selezionata in un ambiente urbano può essere quantificato utilizzando due parametri che derivano dal profilo dello skyline:il fattore di vista del cielo e il fattore di copertura solare. Mentre il primo parametro viene utilizzato per stimare l'irraggiamento dalla componente di luce solare diffusa, la seconda determina l'irraggiamento da luce solare diretta. Questi due parametri possono essere ottenuti facilmente e rapidamente dal profilo dello skyline. Lo studio mostra che l'uso di questi due parametri riduce significativamente la complessità computazionale del problema.

Andrés Calcabrini, dottorato di ricerca studente presso il dipartimento di Energia Elettrica Sostenibile, ha sviluppato il nuovo approccio sotto la supervisione del Dr. Olindo Isabella e del Professor Miro Zeman. Il gruppo di materiali e dispositivi fotovoltaici (PVMD) ha già integrato l'approccio in una cassetta degli attrezzi software in grado di calcolare con precisione la resa energetica degli impianti fotovoltaici in qualsiasi luogo. Olindo Isabella, capo del gruppo PVMD, dice, "Il nostro approccio rapido integrato negli strumenti software per il calcolo del potenziale dell'energia solare può facilitare in modo significativo la progettazione e la distribuzione di edifici con sistemi fotovoltaici integrati nei quadri di pianificazione urbana. Aiuterà inoltre gli investitori a prendere decisioni sull'integrazione di sistemi fotovoltaici negli edifici e in altri luoghi urbani. "