Tecniche integrate di Remote Sensing e GIS a supporto della stima del potenziale fotovoltaico su tetti in aree urbane

Le ultime linee guida approvate dal Governo Italiano per sostenere finanziariamente il fotovoltaico (PV) e lo sviluppo della produzione di energia solare (Quarto e Quinto Conto Energia, Gennaio 2012 e succ.), al fine di evitare il consumo di suolo in aree agricole o naturali, comprendono indicazioni specifiche che rendono più vantaggiosa l’installazione d’impianti su tetti o superfici di copertura di edifici. In questo contesto diventa importante, per una adeguata attività di pianificazione e monitoraggio del PV, la mappatura estensiva delle superfici a disposizione, coincidenti con i tetti e l’accurata valutazione del loro potenziale fotovoltaico. Dal momento che tali coperture si trovano soprattutto nelle aree urbane o industriali, in cui fattori come eterogeneità tridimensionale, albedo, torbidità atmosferica ed ombreggiamenti reciproci influenzano in modo significativo l’irraggiamento solare locale, è necessario tenere conto adeguatamente di questi elementi mediante una mappatura GIS tridimensionale ed avanzati strumenti di modellazione, in modo da stimare efficacemente la radianza solare disponibile a livello dei tetti. La metodologia implementata, basata su tecniche di telerilevamento e GIS, ha permesso di valutare e mappare la radiazione solare globale su tutti i tetti presenti nel territorio del Comune di Avellino. Partendo da dati di tipo LIDAR, è stato ottenuto in primo luogo il DSM di tutta l’area di interesse (~ 42 Km2), quindi il modello tridimensionale di ogni edificio da cui sono stati derivati i parametri geometrici di tutte le coperture. Per tenere conto della trasparenza atmosferica e della percentuale di radiazione solare (diffusa/diretta) sulle superfici di interesse, sono stati utilizzati i dati e gli strumenti applicativi presenti sul sito web PVGIS, sviluppato dalla UE. L’elaborazione finale, basata sull’utilizzo di strumenti GIS anche di tipo open source, ha permesso di ottenere le mappe di radianza solare e di potenziale PV per tutti i tetti presenti nell’area di studio. The last guidelines approved by Italian government to financially support the solar Photovoltaic (PV) Energy production development (Fourth and Fifth feed-in-scheme, January 2012 and later), in order to avoid soil consumption in agricultural or naturals areas, include specific indications for more advantageously funding the installations exploiting roofs or covers surfaces. In this context it becomes important, for a suitable PV planning and monitoring, the extensive mapping of the available surfaces extent, usually corresponding to covers and properly assessing their quality in term of PV potential. Since the covers are mainly located in urban or industrial areas, whose 3D heterogeneity, albedo, atmospheric turbidity and casting shadows significantly influence the local solar irradiance, it is necessary to suitably account for these distributed factors by means of GIS mapping and advanced modeling tools in order to provide realistic estimates of solar available radiance at roofs level. The implemented methodology, based on remote sensing techniques, has allowed to estimate and map the global solar radiance over all the roofs within Avellino municipality. Starting from LIDAR data, DSM of the entire area of interest (~42 Km2) has been firstly obtained; then the 3D model of each building and related cover has been derived. To account for the atmospheric transparency and the related time-dependent diffuse/direct radiation percentage on the area, data and tools from EU PVGIS web application have been also used. The final processing to obtain the solar radiance maps has been carried out using specific software modules available within commercial and open-source GIS packages.