Cadastre solaire de la Savoie

Evaluation du potentiel solaire de chacun des bâtiments et parkings du Département de la Savoie. Il contient notamment l’histogramme de répartition de l’irradiation incidente sur chaque toiture et parking (gisement brut), ainsi qu’une évaluation de la rentabilité économique d’une installation photovoltaïque en toiture. Le gisement solaire des toitures est calculé en corrigeant les données météorologiques mesurées sur le territoire pour prendre en compte les masques (ombrages), l’orientation et l’inclinaison des toitures. Le calcul est d’abord effectué au niveau de chaque mètre carré de toiture de chaque bâtiment, avant d’être agrégé au niveau de la toiture dans son entièreté pour permettre une meilleure exploitation des résultats. Les paragraphes ci-dessous détaillent les étapes successives du calcul. Pour les parkings: Les emprises au sol des parkings sont extraites de la base de données OpenStreetMap. Le Modèle Numérique de Surface (MNS) est arrasé au niveau des parkings avant le calcul des ombrages. Cela permet de simuler le cas où les arbres sont retirés des parkings avant la pose des ombrières, dans le but d’augmenter l’énergie solaire incidente. Le calcul d’irradiation est effectué à une hauteur de 3,5 m et une inclinaison de 5° plein Sud. Cette configuration permet d’estimer au mieux l’irradiation incidente sur des modules photovoltaïques posés en ombrières. Il est à noter que les ombrières sont simulées avec une orientation plein Sud à défaut de connaître l’orientation exacte des places de parc. Données météorologiques locales L’estimation du gisement solaire se base sur les données météorologiques de la base de données MeteoNorm. Cette dernière est reconnue comme l’une des plus fiables par les professionnels de l’énergie solaire et de l’énergétique du bâtiment. Elle combine des observations au sol et satellitaires, ce qui permet à la fois de refléter fidèlement le microclimat local (grâce aux stations au sol) et d’offrir une couverture spatiale complète sur le territoire (grâce aux données satellitaires). Les données MeteoNorm offrent l’avantage de distinguer les deux composantes du rayonnement solaire : Le rayonnement direct, qui correspond aux rayons solaires atteignant directement le sol Le rayonnement diffus, qui correspond aux radiations émises par l’atmosphère. Ces deux types de rayonnement sont pris en compte lors du calcul des ombres portées (cf. Prise en compte des masques ci-dessous). Afin de fournir des résultats représentatifs de la météorologie caractéristique du territoire, les données MeteoNorm sont moyennées sur 20 ans en préalable aux calculs d’irradiation. Cette méthodologie garantit que les résultats fournis ne sont pas significativement impactés par une année extrême ou singulière. Identification des points de calcul Les points de calcul sont déterminés à partir des emprises au sol de tous les bâtiments du territoire, extraites du thème « bâti » de la couche BD TOPO de l’IGN. Une opération dite de « rasterization » permet d’extraire tous les carrés de 1 m x 1 m situés au niveau de chaque toiture. Prise en compte des masques Les masques (ombrages) sont pris en compte en calculant la ligne d’horizon de chacun des pixels de 1 m² identifiés au point précédent. La géométrie du territoire est obtenue à partir du Modèle Numérique de Surface (MNS) de l’IGN, qui permet de connaître l’altitude du sursol (faîte des toitures, cimes des arbres) en tout point du territoire avec une résolution de 25 cm. Ce MNS est obtenu par photogrammétrie, c’est-à-dire qu’il est issu de la corrélation automatique entre plusieurs clichés aériens d’une même zone pris sous différents angles de vue. Le fait que les bâtiments et la végétation soient inclus dans le MNS garantit que tous les ombrages potentiels sont pris en compte. Le calcul de la ligne d’horizon à proprement parler se base sur une approche par lancer de rayon. Pour chacun des 360 degrés composant le tour d’horizon au point considéré, nous identifions le point le plus haut du MNS dans la direction donnée. Par simple trigonométrie, ce point permet ensuite de déterminer l’angle d’élévation de la ligne d’horizon dans la direction en question. Contrairement à plusieurs autres solutions de cadastres solaires, Archelios MAP prend en compte l’effet du masque sur le rayonnement diffus en plus de calculer son impact sur le rayonnement direct. En effet, les obstacles peuvent masquer le soleil mais aussi cacher une partie de la voûte céleste d’où émane le rayonnement diffus. Ainsi, même un obstacle situé au Nord d’une installation photovoltaïque peut avoir un impact important sur la production. Prise en compte de l’inclinaison et de l’orientation des toitures Les valeurs d’irradiation extraites de la base de données MeteoNorm sont mesurées à l’horizontale. Elles sont donc ici corrigées pour prendre en compte l’inclinaison et l’orientation de chacun des points de calcul. L’inclinaison et l’orientation de chaque carré de 1 m² sont déterminées sur la base des valeurs d’élévation issues du MNS de l’IGN en calculant le plan moyen passant au travers du pixel de 1 m² considéré et de ses 8 voisins. Pour le calcul des valeurs d’irradiation sur un plan incliné à 15° plein Sud, l’inclinaison et l’orientation des points de calcul sont respectivement fixées à 15° et 180° quel que soit l’emplacement des points. De même, pour le calcul des valeurs d’irradiation sur un plan incliné à 60° plein Sud, l’inclinaison et l’orientation sont fixées à 60° et 180°. Calcul de l’irradiation incidente Une fois le masque, l’inclinaison et l’orientation déterminés, l’irradiation solaire incidente est calculée au niveau de chaque point de calcul heure par heure sur une année complète (cf. illustration au paragraphe Prise en compte des masques ci-dessus). Les résultats horaires sont ensuite sommés pour fournir l’énergie totale incidente sur une année. Agrégation au niveau de chaque toiture Les valeurs calculées au niveau de chaque m² de toiture sont agrégées par bâtiment afin de fournir des indicateurs globaux permettant de classifier les toitures entre elles. Pour ce faire, les emprises au sol de tous les bâtiments du territoire sont extraites du thème « bâti » de la couche BD TOPO de l’IGN. Ces emprises sont utilisées pour identifier l’ensemble des pixels de 1 m² situés à l’intérieur de chaque bâtiment, qui permettent de remonter aux valeurs d’irradiation correspondantes. Les valeurs d’irradiation extraites au niveau de chaque bâtiment sont ensuite utilisées pour calculer un ensemble d’indicateurs pour chaque toiture (cf. Table des champs pour un descriptif complet).

对萨瓦省所有建筑和停车场的太阳能潜力进行评估。该数据集包括每个屋顶和停车场上入射辐射的分布直方图（总辐射量），以及屋顶光伏发电系统经济可行性的评估。屋顶太阳能的辐射量是通过校正该地区测量的气象数据来计算的，以考虑遮挡（阴影）、屋顶的朝向和倾斜角度。计算首先在每个建筑物的每平方米屋顶上进行，然后汇总到整个屋顶层面，以便更好地利用结果。以下段落详细描述了计算步骤。对于停车场：从OpenStreetMap数据库中提取停车场的占地面积。在计算阴影之前，对停车场的数字地面模型（MNS）进行平整处理。这允许模拟在安装遮阳板之前从停车场上移除树木的情况，目的是增加入射的太阳能。辐射计算在3.5米的高度和5°正南的倾斜角度下进行。这种配置可以最佳地估计安装在遮阳板上的光伏电池板上的入射辐射。需要注意的是，在不知道确切的车位朝向的情况下，使用正南朝向来模拟遮阳板。基于当地气象数据：太阳能辐射量的估计基于MeteoNorm数据库的气象数据。MeteoNorm被认为是最可靠的能源太阳能和建筑能效专业人员之一。它结合了地面和卫星观测数据，既能真实反映局部微气候（通过地面站），又能提供对整个领土的全面空间覆盖（通过卫星数据）。MeteoNorm数据的优势在于区分太阳辐射的两个组成部分：直接辐射，对应直接到达地面的太阳射线；扩散辐射，对应大气发出的辐射。这两种类型的辐射都在计算阴影时被考虑在内（参见下文“考虑遮挡”）。为了提供反映该地区典型气象特征的代表性结果，在辐射计算之前，MeteoNorm数据被平均化处理了20年。这种方法确保了提供的结果不会被极端或特殊年份所显著影响。计算点的识别：计算点是根据领土上所有建筑物的占地面积确定的，这些占地面积是从IGN BD TOPO图层“建筑”主题中提取的。所谓的“栅格化”操作用于从每个屋顶提取所有1平方米的方格。考虑遮挡：遮挡（阴影）是通过计算之前确定的每个1平方米像素的视距来考虑的。领土的几何形状是通过IGN的数字地面模型（MNS）获得的，它可以在领土的任何点上以25厘米的分辨率知道地表的标高（屋顶的顶部，树木的顶端）。这个MNS是通过摄影测量获得的，即它是通过在同一区域的不同视角下拍摄的多个航空照片之间的自动相关获得的。建筑物和植被被包括在MNS中，这保证了考虑了所有潜在的遮挡。视距的计算实际上基于射线投射方法。对于点周围的360度视野，我们确定MNS在给定方向上最高的点。通过简单的三角学，然后可以确定在该方向上视距线的仰角。与许多其他土地登记太阳能解决方案不同，Archelios MAP不仅计算遮挡对直接辐射的影响，还计算其对扩散辐射的影响。事实上，障碍物可以遮挡阳光，也可以遮挡来自天顶的扩散辐射的一部分。因此，即使位于光伏发电系统北方的障碍物也可能对发电产生重大影响。考虑屋顶的倾斜度和朝向：从MeteoNorm数据库中提取的辐射值是在水平面上测量的。因此，在这里，它们被校正以考虑每个计算点的倾斜度和朝向。每个1平方米方格的倾斜度和朝向是基于IGN MNS的标高值确定的，通过计算通过考虑的1平方米像素及其8个相邻像素的平均平面。对于在15°正南倾斜的平面上计算辐射值，计算点的倾斜度和朝向分别设置为15°和180°，无论点的位置如何。同样，对于在60°正南倾斜的平面上计算辐射值，倾斜度和朝向被设置为60°和180°。入射辐射的计算：一旦确定了遮挡、倾斜度和朝向，入射太阳能就在每个计算点每小时在一整年内进行计算（参见上文“考虑遮挡”段落中的插图）。然后，将每小时的结果相加以提供一年内入射的总能量。在每个屋顶层面进行汇总：每个平方米屋顶层面计算出的值通过建筑物进行汇总，以提供允许对屋顶之间进行分类的总体指标。为此，从IGN BD TOPO图层的“建筑”主题中提取所有建筑物的占地面积。这些占地面积用于识别位于每个建筑物内部的全部1平方米像素，这些像素允许追溯到相应的辐射值。然后，用于每个建筑物的辐射值被用来计算每个屋顶的一组指标（参见字段表以获取完整描述）。