Hệ thống SEES xác định lượng năng lượng mặt trời chiếu xuống từ mái nhà

Các nhà khoa học tại Đại học Gothenburg, Thụy Điển, đã phát triển SEES, công cụ giúp xác định lượng năng lượng mặt trời chiếu xuống từng mái nhà, khu phố hoặc toàn bộ một thị trấn. Hệ thống này hướng tới câu hỏi thực tế: một mái nhà cụ thể có đủ điều kiện để lắp đặt các tấm năng lượng mặt trời hay không. Thay vì chỉ nhìn vào hướng mái hoặc độ dốc, SEES xem xét đồng thời nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lượng bức xạ thực sự tiếp nhận. Theo Fredrik Lindberg thuộc Phân Khoa Khoa học Trái đất, Đại học Gothenburg, các công trình trong một thị trấn có mức độ phù hợp rất khác nhau đối với việc lắp đặt tấm năng lượng mặt trời. Một mái nhà có thể bị các tòa nhà lân cận, cây cối hoặc địa hình xung quanh che khuất, khiến lượng ánh sáng nhận được giảm đáng kể. Độ dốc mái, hướng mái và góc tới của ánh sáng Mặt trời cũng quyết định hiệu quả thu nhận năng lượng trong từng thời điểm. Lindberg cho biết đây là lần đầu tiên các nhà khoa học có thể xác định chính xác mức năng lượng mặt trời tối đa mà một mái nhà thông thường nhận được trong suốt một năm. Thành tựu này giúp chuyển việc đánh giá tiềm năng năng lượng từ nhận xét trực quan sang phân tích dựa trên dữ liệu không gian cụ thể. Người sử dụng vì thế có thể biết trước một mái nhà đang ở mức tối ưu, trung bình hay nghèo nàn về khả năng thu năng lượng. Đại học Gothenburg phối hợp cùng công ty tư vấn WSP để xây dựng SEES dưới dạng một hệ thống thông tin địa lý, thường được gọi là GIS. GIS có khả năng thu thập, lưu trữ, phân tích và trình bày dữ liệu địa lý, sau đó kết hợp những dữ liệu này để mô phỏng môi trường thực tế. Hệ thống SEES sẽ được cung cấp miễn phí cho các công ty và thành phố có nhu cầu đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời. Công cụ phần mềm được tích hợp trên máy tính GIS, cho phép dựng mô hình mô phỏng mái nhà cùng toàn bộ không gian xung quanh. Mô hình ba chiều thể hiện cách ánh sáng Mặt trời chiếu lên các tòa nhà, đồng thời tính đến địa hình, công trình lân cận và những vùng bị cây cối che chắn. Nhờ đó, SEES không chỉ xem xét bản thân mái nhà mà còn tái hiện bối cảnh quyết định lượng ánh sáng thực tế đến được từng vị trí. Hiệu ứng đổ bóng có thể được tính toán theo từng tháng hoặc cho toàn bộ một năm, giúp phản ánh sự thay đổi của ánh sáng theo mùa. Một số phần trên mái nhà vì thế có thể không thích hợp để thu năng lượng, dù toàn bộ mái vẫn sở hữu hướng và độ dốc được xem là lý tưởng. Kết quả phân tích chi tiết này giúp tránh đánh giá quá cao sản lượng dự kiến khi chỉ dựa trên diện tích hoặc hướng tổng thể của công trình. SEES có thể tính tổng lượng bức xạ mặt trời chiếu xuống từng phần của một cấu trúc mái nhà trong khu vực được khảo sát. Kết quả có thể thể hiện bằng lượng điện cụ thể, chẳng hạn số kilowatt giờ thu được trên mỗi mét vuông, qua đó hỗ trợ so sánh giữa những vị trí khác nhau. Người dùng cũng có thể yêu cầu hệ thống tạo bản đồ phù hợp, cho thấy nơi nào thích hợp hơn để triển khai các giải pháp thu năng lượng. Nhóm phát triển đã sử dụng thành phố Gothenburg làm địa điểm thí điểm, đồng thời cho rằng phương pháp này có thể áp dụng tại những thành phố khác khi dữ liệu cần thiết đã sẵn có. Các cơ quan, doanh nghiệp có thể dùng thông tin thu được để đánh giá mái nhà trước khi lắp đặt các tấm quang điện mặt trời. Hệ thống cũng hỗ trợ xem xét những tấm năng lượng mặt trời dùng để đun nước nóng, mở rộng khả năng ứng dụng trong quy hoạch đô thị và khai thác năng lượng sạch.