Van hoogtedata naar schaduwanalyse

Hoe werkt de Solar Monkey schaduwcalculator?

Met Solar Monkey bereken je snel het rendement van jouw zonnepanelen. Dit kan ongeacht het type dak. Zo krijg jij een goed idee van de terugverdientijd van het systeem. Bij Solar Monkey zijn we trots op de accuraatheid van onze opbrengstberekening. Bij het verschaffen van garanties over de opbrengst van zonnepanelen is het van groot belang dat de berekening exact en betrouwbaar is. Slimme rekenmodellen op basis van hoogtedata zijn ontwikkeld om te corrigeren voor schaduwwerking van nabije bomen of bebouwing.

Hoe werkt schaduwcalculatie?

Er wordt eerst voor ieder zonnepaneel een horizonscan gemaakt.  Dit is te zien is in afbeelding 1. Bij de constructie en analyse van zo’n scan komen nogal wat vragen kijken. Als stagiair bij Solar Monkey heb ik me bezig gehouden met het optimaliseren van de rekenmodellen. Mijn doel was om een balans te vinden tussen de rekentijd en accuraatheid van de modellen.

Hoogtekaarten

We maken gebruik van het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) voor het bepalen van de 3D omgeving. Deze data is met vliegtuigen verkregen. Door middel van LiDAR afstand-sensoren is voor voor iedere halve meter in Nederland de exacte hoogte bepaald. In figuur 2 is een voorbeeld weergegeven van deze AHN data van een stuk Rotterdam aan de Maas. De kleur geeft daarbij de hoogte aan. Water is weergegeven als blauw en de hoogte stijgt van groen via oranje naar rood. Een rood gebouw is dus hoger dan een oranje gebouw.

Voor de schaduwanalyse kijkt Solar Monkey 360 graden in de rondte en bepaalt zo de horizon uitsnede. Dit wordt gedaan vanuit het gezichtspunt van een zonnepaneel. De richting van de gele pijlen in figuur 2 komt zo overeen met het stukje horizon achter de gele lijnen in figuur 1. Bij de doorgetrokken pijl zijn twee hoge gebouwen zichtbaar. Dit is een groot obstakel die zorgt voor schaduwval. Bij de gestippelde pijl staan geen hoge gebouwen en is er dus ook geen obstakel aan de horizon. Zo zijn er nog een aantal andere gebouwen die rondom dit adres staan en schaduwval creëren. Figuur 2 is dus eigenlijk niets anders dan een platgeslagen halve bol. Precies hetzelfde doen we met 2D landkaarten van een 3D wereldbol! Deze horizon uitsnede wordt vervolgens gebruikt om te bepalen hoeveel zonlicht op welk tijdstip en jaargetijde wordt geblokkeerd door de omgeving.

Schaduw berekening

Dit onderzoek is met name gericht op de afstand tot waar het schaduw silhouet gemaakt moet worden. Des te groter deze afstand, des te meer omgeving er wordt meegenomen. De berekening duurt ook langer naarmate de afstand groter wordt. Om dit te visualiseren, geeft figuur 3 weer welke gebouwen op welke afstand staan. Hoe verder weg, des te vager het gebouw is weergegeven. Een te kleine afstand kan er dus voor zorgen dat bepaalde gebouwen niet worden meegenomen in de analyse. De verwachte energieopbrengst valt hierdoor hoger uit dan daadwerkelijk het geval gaat zijn. Zo hebben wij correlaties ontdekt tussen de afstand en de totale schaduwanalyse, zodat we de meest optimale afstand kunnen kiezen voor een accurate maar toch snelle berekening.

Op deze manier blijven we werken aan rekenmethoden die zowel snel als accuraat zijn. En daarmee kunnen we jullie als klant goed inzicht leveren over de door jullie ontworpen zonnepaneel-systemen. Wil je meer weten over hoe Solar Monkey hoogtekaarten gebruikt? Klik dan hier.

Meer weten over onze software? Klik dan hier.

2021-03-31T10:06:57+01:00