Metodologia basata su GIS per prevedere la generazione di energia fotovoltaica urbana su larga scala

The energy transition towards sustainable development starts with the integration of renewable energy sources, in order to decarbonise the energy sector. Predicting the trend of the active and passive load of prosumers is an important opportunity to foster higher and more effective penetration of renewable energy in the energy system. The purpose of this study is to develop a methodology for real-time forecasting and estimation of photovoltaic producibility on an urban scale. The proposed methodologies exploit for this purpose the use of a geographic information system (GIS). Thanks to this the surface area of the roofs available for the photovoltaic was estimated and the monthly radiation of each building as a function of shading, the slope and exposure of the roofs was calculated. In the case of real-time forecasting, the production curve of all panels is calculated from the measurement of a plant within the district, which will be representative of the weather variations throughout the day. For the estimation of producibility, thanks to the use of LiDAR data, a different radiation curve is calculated for each building based on the height of the surrounding buildings, the exposure and the slope of the roofs. The methods developed have been applied to a district of the city of Milan to verify its validity, comparing the results obtained with the actual production measurements of some plants.

La transizione energetica verso uno sviluppo sostenibile parte dall'integrazione delle fonti energetiche rinnovabili, in modo da decarbonizzare il settore energetico. Prevedere l’andamento del carico attivo e passivo dei prosumer rappresenta un'importante opportunità per promuovere una maggiore e più efficace penetrazione delle energie rinnovabili nel sistema energetico. Il presente studio ha come scopo quello di sviluppare una metodologia per la previsione in real-time e la stima di producibilità fotovoltaica su scala urbana. Le metodologie proposte sfruttano per questo scopo l’utilizzo di un sistema informativo geografico (GIS). Grazie a questo è stata stimata la superficie dei tetti disponibile per il fotovoltaico ed è stato calcolato l’irraggiamento mensile di ogni edificio in funzione degli ombreggiamenti, la pendenza e l’esposizione dei tetti. Nel caso della previsione real-time, la curva di produzione di tutti i pannelli viene calcolata a partire dalla misurazione di un impianto all’interno del quartiere, che sarà rappresentativo delle variazioni meteo durante l’arco della giornata. Per la stima di producibilità, grazie all’utilizzo di dati LiDAR, viene calcolata una curva di irraggiamento diversa per ogni edificio sulla base dell’altezza degli edifici circostanti, l’esposizione e la pendenza dei tetti. I metodi sviluppati sono stati applicati su un quartiere della città di Milano per verificarne la validità, confrontando i risultati ottenuti con le misurazioni reali di produzione di alcuni impianti.