Técnica de Machine Learning para predecir la energía solar generada en los tejados de Suiza - World Energy Trade

Técnica de Machine Learning para predecir la energía solar generada en los tejados de Suiza

La solución podría cubrir más del 40 por ciento de la demanda de electricidad de Suiza.

La solución podría cubrir más del 40 por ciento de la demanda de electricidad de Suiza.

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Los investigadores de EPFL están evaluando el potencial de energía solar de Suiza. Sus resultados muestran que los paneles fotovoltaicos podrían instalarse en más de la mitad de los 9,6 millones de tejados del país. La potencia resultante satisfaría más del 40 por ciento de la demanda suiza de electricidad.

La instalación generalizada de paneles fotovoltaicos en los tejados de los edificios podría desempeñar un papel importante en la transición de Suiza a un sistema de energía bajo en carbono. Hasta ahora, sin embargo, el potencial fotovoltaico (PV) general de los tejados suizos no se podía estimar con precisión debido a la falta de datos sobre edificios y sus entornos, junto con amplios márgenes de error derivados de los métodos de cálculo existentes.

Para llenar ese vacío, los investigadores del Laboratorio de Física de Energía Solar y Construcción de EPFL (LESO-PB) han desarrollado una metodología que combina algoritmos de Machine Learning con sistemas de información geográfica y modelos físicos para estimar el potencial PV. Y, por primera vez, estimaron los perfiles horarios de potencial fotovoltaico. Sus resultados han sido publicados en Applied Energy.

Todos los techos tienen su particularidad

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"No solo estamos observando la radiación solar, sino también el espacio disponible en los tejados. Algunos tejados tienen una forma inusual o contienen superestructuras como las chimeneas que impiden la instalación de paneles fotovoltaicos", dice Alina Walch, quien dirigió la segunda fase del estudio.

Su algoritmo tiene en cuenta parámetros como el tamaño del techo, su orientación y si el edificio está en el centro de una ciudad o en una ubicación más aislada. Los resultados muestran que los paneles solares fotovoltaicos podrían instalarse en el 55 por ciento del área total de techos de Suiza. Incluso si los paneles solo se instalaran en tejados orientados principalmente al sur, esto podría cubrir más del 40 por ciento de la demanda de electricidad de Suiza.  

Un estudio inicial, utilizando técnicas de inteligencia artificial, ya había sido realizado en una tesis previa por Dan Assouline de LESO-PB. Se basó en datos recopilados en Ginebra y luego se extendió a toda Suiza. "Ese estudio exploró, por primera vez, el uso de la inteligencia artificial para cuantificar el potencial para la instalación a gran escala de paneles fotovoltaicos en los tejados de los edificios", dice Jean-Louis Scartezzini, jefe de LESO-PB.

Los resultados muestran que los paneles solares fotovoltaicos podrían instalarse en el 55 por ciento del área total de techos de Suiza.

Paneles solares adaptados a las diferentes geometrías de los tejados.

Figura 1. Paneles solares adaptados a las diferentes geometrías de los tejados.

"Utilizando nuevos datos de alta resolución, ahora hemos mejorado el método de estimación y aumentado la resolución espacio-temporal de los resultados. Esto nos permitirá modelar futuros sistemas de energía que son 100 por ciento renovables".  

Utilizando el sistema nacional de información geográfica "SIG-Énergie", la Oficina Federal de Energía de Suiza ha creado un modelo muy preciso de los edificios de Suiza. Utilizando el Machine Learning, se hicieron estimaciones del área total del techo que podría cubrirse con paneles solares, dependiendo de su forma y sombreado. Las estimaciones se hicieron aún más precisas mediante la aplicación de reglas de instalación prácticas del mundo real, lo que resulta en un potencial fotovoltaico de 24 teravatios-hora (TWh), diez veces la capacidad de las instalaciones existentes. El margen de error de esa cifra es de 9 TWh, debido a la variabilidad de la radiación solar y la metodología utilizada.  

Pero Walch no se detuvo allí: su estudio también incluye la primera estimación hora por hora del potencial fotovoltaico. Esto permite medir la generación de energía en relación con el consumo. "Tenemos un excedente de energía en el verano y una escasez en el invierno, y no tenemos energía en absoluto por la noche", señala.

"Para abordar ese desequilibrio, debemos considerar otras formas de energía renovable para compensar las deficiencias y permitir que se almacene la energía. La energía hidroeléctrica es una forma atractiva de almacenar energía, pero el contenido de las presas de almacenamiento varía con las estaciones. Viento el poder, usado a gran escala, podría llenar los vacíos".  

La energía hidroeléctrica es una forma atractiva de almacenar energía, pero el contenido de las presas de almacenamiento varía con las estaciones. Viento el poder, usado a gran escala, podría llenar los vacíos".

Los resultados obtenidos en EPFL podrían usarse para presentar políticas efectivas para instalar paneles fotovoltaicos en techos. LESO-PB, la Swiss National Science Foundation, Innosuisse y la Oficina Federal de Energía de Suiza están en conversaciones para desarrollar una plataforma que permita a las ciudades, cantones y municipios, pero también a las personas, visualizar el potencial de energía renovable de sus edificios.  

Por el momento, Suiza ha aprovechado solo una décima parte de su potencial fotovoltaico, lo que significa que queda otro 90 por ciento por desbloquear.  

 

Noticia de: Tech Xplore

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