APPLICAZIONI GIS IN CAMPO TERRITORIALE E AMBIENTALE Agripolis 16 novembre 2011

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Gina Righi
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1 APPLICAZIONI GIS IN CAMPO TERRITORIALE E AMBIENTALE Agripolis 16 novembre 2011 Stima del potenziale di produzione di energia elettrica da fotovoltaico in Veneto Fabio Disconzi

Stima del potenziale di produzione di energia elettrica da fotovoltaico in Veneto Potenziali energetici Energia da fonti rinnovabili e territorio Qualche esempio di stima del potenziale Fotovoltaico

2 Stima del potenziale di produzione di energia elettrica da fotovoltaico in Veneto Potenziali energetici Energia da fonti rinnovabili e territorio Qualche esempio di stima del potenziale Fotovoltaico in Veneto Presentazione metodologia Presentazione della CTR Layer degli edifici Irraggiamento Dalla superficie totale alla superficie disponibile Dalla superficie disponibile all energia elettrica Risultati e considerazioni Prossimi passi

Presentazione metodologia Presentazione della CTR Layer degli edifici Irraggiamento Dalla superficie totale

3 Potenziale energetico Theoretical potential: dettato dai limiti della fisica e dalle attuali conoscenze scientifiche. Technical potential: rendimenti di conversione, i limiti tecnici; Economic potential: rappresenta quello che escluse tutte le barriere di tipo tecnico, economico e sociale, è economicamente conveniente; Realisable potential: potenziale realizzabile con politiche ed incentivi mirati.

Technical potential: rendimenti di conversione, i limiti tecnici; Economic potential: rappresenta

4 Energia da fonte rinnovabile caratteristiche del territorio Modelli di previsione dei consumi di energia: serie storiche, dati macro-economici, indicatori socio-economici, modelli di simulazione e modelli di ottimizzazione; Stima del potenziale di produzione da fonte rinnovabile caratteristiche del territorio; Fonti rinnovabili: idrica, eolica, solare, geotermico, Biomasse, Maree, etc Quota bacino, quantità, dislivello rispetto alla centrale di produzione, morfologia, etc. Dati anemometrici, compatibilità con il paesaggio, etc. Presenza di elementi ombreggianti, stima della superficie disponibile, quantità di radiazione solare, orientamento superficie, etc. Profondità sorgente calda, tipo di terreno da trivellare, temperatura della sorgente, etc Quantità, accessibilità, altri usi, etc.

bacino, quantità, dislivello rispetto alla centrale di produzione, morfologia, etc. Dati anemometrici, compatibilità con il paesaggio, etc.

Energia da fonte rinnovabile e territorio La produzione di energia da fonte rinnovabile è strettamente legata alle caratteristiche del territorio Esempi di modelli per la stima di previsione di

matematico delle correnti e misure puntuali Caratteristiche del territorio, modello DEM Copertura del suolo Layer strade forestali Caratteristiche biomassa Altri usi della biomassa Potenzialità

5 Energia da fonte rinnovabile e territorio La produzione di energia da fonte rinnovabile è strettamente legata alle caratteristiche del territorio Esempi di modelli per la stima di previsione di energia da fonte rinnovabile caratteristiche del territorio Idroeletttrico Eolico Biomassa forestale Modello DEM del territorio Statistiche precipitazioni Individuazione bacini imbriferi Modello matematico delle correnti e misure puntuali Caratteristiche del territorio, modello DEM Copertura del suolo Layer strade forestali Caratteristiche biomassa Altri usi della biomassa Potenzialità specifica idroelettrico, RSE Ricerche Potenzialità eolico, RSE Ricerche Potenzialità biomassa, progetto BioEnerGIS Come valutare il potenziale della fonte solare (fotovoltaico e solare termico)?

6 Metodologia Stima della superficie totale di tetti degli edifici nella Regione Veneto (trascuriamo gli impianti a terra) Carta tecnica Regionale Creazione layer fabbricati e insediamenti Selezione degli edifici di maggior interesse per applicazioni fotovoltaiche e solare termico; Stima della superficie totale; Stima della superficie effettivamente disponibile; Sovrapposizione dei dati dell irraggiamento; Rendimento di conversione delle tecnologie disponibili; Stima del potenziale tecnico per la Regione Veneto

fotovoltaiche e solare termico; Stima della superficie totale; Stima della superficie effettivamente disponibile;

CTR della Regione Veneto Di cosa si tratta? E un insieme di dati territoriali espressi in forma numerica informatica ; Pubblica, freeware, liberamente scaricabile dal portale: http://idt.regione.

7 CTR della Regione Veneto Di cosa si tratta? E un insieme di dati territoriali espressi in forma numerica informatica ; Pubblica, freeware, liberamente scaricabile dal portale: etacatalog/ Gli oggetti e le informazioni contenute nella CTR sono organizzati in livelli e codici; I livelli sono la prima classe di aggregazione, (livello dei fabbricati, livello della viabilità, livello dell'idrografia, livello della vegetazione, livello delle curve di livello, etc) I codici rappresentano i vari oggetti territoriali che appartengono allo stesso livello (p.e. nel livello fabbricati avremo: edificio civile, edificio industriale, baracca, chiesa, edificio in costruzione,...).

it/app/m etacatalog/ Gli oggetti e le informazioni contenute nella CTR sono organizzati in livelli e codici; I livelli sono la prima classe di aggregazione, (livello dei

CTR Veneto: elementi e fogli Fogli ed elementi; Il rilevamento degli oltre 18000 km 2 del territorio regionale ha comportato la

sezioni. Per un elemento a scala 1:5000 le dimensioni reali del campo sono di circa 3200 x 2800 m pari a circa 900 ettari.

8 CTR Veneto: elementi e fogli Fogli ed elementi; Il rilevamento degli oltre km 2 del territorio regionale ha comportato la formazione di circa 2750 elaborati, di cui circa 2200 in scala 1:5000 denominati elementi e circa 550 in scala 1:10000 denominati sezioni. Per un elemento a scala 1:5000 le dimensioni reali del campo sono di circa 3200 x 2800 m pari a circa 900 ettari. Per una sezione a scala 1:10000 le dimensioni corrispondono a circa 6400 x 5600 m pari a circa 3600 ettari. Foglio Foglio Elemento elemento

CTR Veneto: dowload e unione degli elementi Download degli elementi 1. Selezione della categoria di dati 2. CTR Numerica 5000 o CTR Numerica 10000 3. Scelta formato file (.

9 CTR Veneto: dowload e unione degli elementi Download degli elementi 1. Selezione della categoria di dati 2. CTR Numerica 5000 o CTR Numerica Scelta formato file (.dxf o.shp) 4. Selezione Provincia (ed eventuale selezione Comune) 5. Scelta elemento 6. Download dati in formato zip 7. Scompattazione zip e aggiunta dei dati in software GIS

CTR Veneto: dowload e unione degli elementi Layer del livello fabbricati e insediamenti con tutti codici Fabbricati e dati associati Dimensione di 1 foglio (64 elementi) Layer fabbricati e

OR "DESCRZ" = 'deposito ferroviario (edificio)' OR "DESCRZ" = 'edificio civile' OR "DESCRZ" = 'edificio in costruzione' OR "DESCRZ" = 'edificio industriale' OR "DESCRZ" = 'impianti sportivi

10 CTR Veneto: dowload e unione degli elementi Layer del livello fabbricati e insediamenti con tutti codici Fabbricati e dati associati Dimensione di 1 foglio (64 elementi) Layer fabbricati e insediamenti "DESCRZ" = 'aereoporto (edificio)' OR "DESCRZ" = 'casello autostradale (edificio)' OR "DESCRZ" = 'casello ferroviario (edificio)' OR "DESCRZ" = 'casello o stazione ferroviaria o fermata' OR "DESCRZ" = 'deposito ferroviario (edificio)' OR "DESCRZ" = 'edificio civile' OR "DESCRZ" = 'edificio in costruzione' OR "DESCRZ" = 'edificio industriale' OR "DESCRZ" = 'impianti sportivi (edificio)' OR "DESCRZ" = 'ospedale' OR "DESCRZ" = 'rifugio alpino' OR "DESCRZ" = 'scalo merci (edificio)' OR "DESCRZ" = 'scuola' OR "DESCRZ" = 'stalla o allevamento agricolo o fienile' OR "DESCRZ" = 'stazione - fermata - ferrovia (edificio)

11 CTR Veneto: selezione edifici Tipi di edificio considerati: - Edifici civili - Edifici industriali - Stalle, allevamenti e fienili - Scuole - Ospedali

ESRI ascii grid; Map projection: geographic (latitude/longitude), ellipsoid

12 Irraggiamento Somma dell irraggiamento globale medio annuo su superficie ottimamente inclinata; Dati pubblici e liberamente scaricabili; In formato ESRI ascii grid; Map projection: geographic (latitude/longitude), ellipsoid WGS84; Conversione di proiezione: WGS84 Monte Mario Fonte:

13 Irraggiamento Regione Veneto Sovrapposizione territorio della Regione Veneto con mappa irraggiamento solare; Clip del tessuto degli edifici con il layer dell irraggiamento; Ogni edificio ha informazione sull irraggiamento solare;

del tessuto degli edifici con il layer dell

14 Dalla superficie totale alla superficie disponibile S disp C tipotetto C altro C solaretermico C ombregg pannelli C ombregg esterne S pianta cos S pianta superficie in pianta (da CTR Veneto) C tipotetto C altro coeff. riduzione in funzione del tipo di tetto: 2 falde, piano, multi-falda, etc coefficiente che tiene in considerazione la presenza di altre strutture sul tetto: impianti di ventilazione, lucernari, camini, etc. C ST coefficiente che considera la presenza di un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria; coefficiente che tiene in considerazione il rapporto tra area dei pannelli ed area disponibile per l installazione in modo da evitare ombreggiature reciproche; C ombreggpannelli Combreesterne Cos() coefficiente relativo alla presenza di edifici o ostacoli in grado di ombreggiare il tetto di un edificio; la superficie disponibile per l installazione di pannelli fotovoltaici in una falda inclinata è superiore rispetto alla superficie in pianta; S disp superficie disponibile per l installazione di pannelli fotovoltaici

riduzione in funzione del tipo di tetto: 2 falde, piano, multi-falda, etc coefficiente che tiene in considerazione la presenza di altre strutture sul tetto: impianti di ventilazione, lucernari,

15 Dalla superficie totale alla superficie disponibile S disp C tipotetto C altro C solaretermico C Superficie totale ombregg pannelli C ombregg esterne S pianta cos edificio civile edifici industriali scuole ospedale allevamenti C tipo-tetto 0,5 0,75 0,75 1 0,75 C altro 0,70 0,90 0,90 0,70 0,90 C ST 0, C ombregg-pannnelli 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 C ombregg-esterne 0,46 1 0, /cos() 1, ,02 0,068 0,30 0,27 0,32 0,31 Superficie disponibile Bergamasco L., Asinari P., 2011 Scalable methodology for the photovoltaic solar energy potential assessment based on available roof surface area: Application to Piedmont Region (Italy). Izquierdo S. et al., 2008 A method for estimating the geographical distribution of the available roof surface area for large-scale photovoltaic energypotential evaluations. Izquierdo S. et al., 2011 Rooftop solar energy potential under performance-based building energy codes: The case of Spain. Charabi, Y. Et al PV site suitability using GIS-based spatial fuzzy multi-criteria evaluation.

1,04 1 1 1 1,02 0,068 0,30 0,27 0,32 0,31 Superficie disponibile Bergamasco L., Asinari P.

16 Dalla superficie disponibile all energia elettrica E FV pannello TH AZ inst H solare S disp monocristallino policristallino filmsottile Altri coeff. TH 0.9 AZ 0.9 inst 0.84 H solare Irraggiamento su superficie opt inclinata Scenario A Scenario B Scenario C % monocristallino % policristallino % film sottile

17 Potenziale energetico fotovoltaico scenario B civili industriali scuole ospedali allevamenti BL PD RO TV VE VI VR TOT [MWh/a] VENETO (= 6275 GWh/a) Consumi Veneto anno 2009 [GWh/a] Agricoltura Industria Terziario Domestico Totale BL 8, ,9 238,4 1009,9 PD 81,8 2422,4 1558,7 1062,6 5125,5 RO 62, , TV 133,2 2515,1 1081,2 967, VE 63,7 2522,1 1671,7 1009,4 5266,9 VR 199,7 2953,2 1687,2 1066,6 5906,6 VI 67,6 3385,2 1026, ,3 Totale 617, ,1 5558, ,3 6,275 28,809 0,218 Circa il 21% del Consumo elettrico Regionale

6275295 (= 6275 GWh/a) Consumi Veneto anno 2009 [GWh/a] Agricoltura Industria Terziario Domestico Totale BL 8,6 450 312,9 238,4 1009,9 PD 81,8 2422,4 1558,7 1062,6 5125,5 RO 62,8 723 324 286,2 1396

18 Visualizzazione dell offerta di energia da fonte rinnovabile civili industriali allevamenti Distribuzione offerta di energia Distribuzione domanda di energia scuole ospedali

19 Individuazione dei tetti più interessanti Allevamenti con tetto in eternit; valutazione delle zone con una maggior concentrazione di allevamenti; Individuzione di probabili coperture in eternit; Considerazioni di carattere tecnico economico;

concentrazione di allevamenti; Individuzione di probabili

20 Grazie per l attenzione, Fabio Disconzi Dipartimento di Ingegneria Elettrica Università di Padova Via Gradenigo 6/a Padova PD fabio.disconzi@unipd.it fabio.disconzi

Padova Via Gradenigo 6/a 35131 Padova PD fabio.

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