Rosnące zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii w Polsce i zwiększająca się świadomość konsumentów stawia przed branżą nowe wyzwania. Firmy zajmujące się montażem fotowoltaiki muszą działać szybko i być gotowe na zmiany i nowe rozwiązania. Klienci są coraz bardziej wymagający, a ze względu na zbliżające się w 2022 roku zmiany związane z nowelizacją ustawy o OZE, zależy im również na czasie i krótkich terminach realizacji.

W celu sprostania tym wszystkim wyzwaniom w ramach Programu Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020 spółka DBMS realizuje projekt stworzenia inteligentnego systemu do budowy relacji z klientami POIR.01.01.01-0135/19-00 w ramach osi priorytetowej „Wsparcie prowadzenia prac B+R przez przedsiębiorstwa” dotyczących badań przemysłowych i prac rozwojowych realizowanych przez przedsiębiorstwa, którego rezultaty mogą okazać się przełomem m.in. na rynku fotowoltaicznym. Algorytm, który jest owocem tego projektu został zaimplementowany w Oferro Fotowoltaika, aby wspierać firmy fotowoltaiczne oraz konsumentów między innymi w szybkiej i zautomatyzowanej ocenie potencjału fotowoltaicznego danej nieruchomości.

Celem systemu jest dostarczenie informacji o potencjalnym montażu instalacji paneli fotowoltaicznych na każdym budynku w kraju, w celu oszacowania korzyści wynikających z montażu takiej instalacji. Analiza opiera się na zdjęciach satelitarnych dachów w celu oszacowania możliwości zainstalowania instalacji fotowoltaicznej na budynku. Ocena jest przeprowadzana zdalnie, bez konieczności kontaktu z właścicielem nieruchomości, co w przypadku firm z branży fotowoltaicznej przynosi znaczące oszczędności i korzyści.

Krok 1 – Akwizycja danych

Niezbędne dane są udostępniane przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii. W zakres pozyskiwanych danych wchodzą zdjęcia satelitarne terenu całej Polski oraz informacja o budynkach, zarówno jeśli chodzi o ich lokalizację, jak też klasyfikację. Budynki na mapie są zorientowane zgodnie z kierunkami geograficznymi.

Obrazy poszczególnych budynków są następnie przekazywane do algorytmu analizującego połacie dachu. Jeśli istnieją dwie mapy tego samego terenu, to do analizy przyjmujemy zawsze tę dokładniejszą, jest ona też z reguły aktualniejsza.

Krok 2 – Wstępne przygotowanie danych

W ramach wstępnego przygotowania danych zbyt ciemne obrazy są rozjaśniane w oparciu o metodę dopasowania histogramów. Poniższa grafika przedstawia przykładowe zdjęcie z obrysem fundamentu.

Krok 3 – Segmentacja kolorowa

Na podstawie analizy kolorów, które różnią się dzięki oświetleniu budynku można wydzielić poszczególne połacie dachu, co jest pokazane na rys 2. Algorytm segmentacji dzieli każdy kolor na 4 poziomy jasności, żeby uchwycić większą liczbę detali.

Krok 4 – Podział na połacie i obliczanie ich powierzchni

Poszczególne warstwy kolorowe dzieli się następnie na pojedyncze segmenty, których powierzchnia niesie informację o rozmiarze powierzchni poszczególnych połaci dachu. W przypadku naszych map wielkość piksela jest w zależności od pokrycia obszaru Polski zdjęciami satelitarnymi od 25x25cm, przez 10×10 i 7×7, aż do najdokładniejszych 5×5 cm.

Krok 5 – Identyfikacja elementów  uniemożliwiających montaż paneli fotowoltaicznych

Na każdym dachu znajdują się elementy utrudniające lub wręcz uniemożliwiające montaż paneli fotowoltaicznych, to znaczy takie, jak: kominy, klimatyzatory, okna połaciowe, lukarny i inne. Proces segmentacji umożliwia identyfikację takich obiektów  i zarazem zajmowana przez nie powierzchnia jest uwzględniana w ogólnym oszacowaniu efektywnej powierzchni umożliwiającej montaż paneli na powierzchni dachu.

Krok 6 – Określenie kierunku połaci

Poza powierzchnią połaci niezwykle ważny jest jej kierunek względem osi S-N, co pozwala na oszacowanie efektywności instalacji, bo jak wiadomo, jeśli połać na której zamontowano instalację paneli fotowoltaicznych jest skierowana na południe, to jej efektywność będzie wyższa, a jeśli na północ, to efektywność jest tak niska, że nie rekomenduje się tam instalacji paneli. Algorytm określa kierunki połaci licząc je od centrum dachu do określonej krawędzie połaci (patrz rys 3).

Efekt analizy to przekazanie dla wskazanego po adresie pocztowym budynku następujących danych:

Zakończenie

Dane statystyczno- techniczne

• Analiza obejmuje ponad 15 mln budynków na terenie całego kraju. Znaczna część obrazów dachów budynków jest dostępna w więcej niż jednej skali, stąd przetwarzane jest ponad 22 mln obrazów dachów.
• Do części z nich mamy już obrazy w dwóch skalach:
  • 1_5000_025 – dla wielkości piksela 25×25 cm
  • 1_5000_010 — dla wielkości piksela 10×10 cm
  • 1_2500_007 – dla wielkości piksela 7×7 cm
  • 1_2500_005 – dla wielkości piksela 5×5 cm
• Wysoka aktualność dostępnych danych. Główny Urząd Geodezji i Kartografii aktualizuje dane kilka razy w roku (cykl jest średnio 3-miesięczny).
• Na mapę całej Polski składa się ponad 56 tysięcy plików rastrowych w formacie GeoTiff, czyli arkuszy mapy.
• Całkowita objętość pobranej ortofotomapy to 12 TB.

Umów się na darmową konsultację z naszym ekspertem i porozmawiaj o tym, co możemy zrobić dla Twojej firmy!

Umów się na spotkanie

Materiał opracowała dr inż. Tatiana Jaworska.