مفاهيم واجهة برمجة التطبيقات الشمسية

توفّر Solar API بيانات حول إمكانية توليد الطاقة الشمسية من خلال نقطتَي النهاية buildingInsights وdataLayers. لاستخدام بيانات Solar API، قد يكون من المفيد فهم المفاهيم التالية:

• الإشعاع الشمسي
• الكميات المئوية لسطوع الشمس وضوئها
• الصور النقطية
• Flux

الإشعاع الشمسي وكمية أشعة الشمس

تستند إمكانات توليد الطاقة الشمسية في المبنى بشكل كبير إلى كمية ضوء الشمس التي يتلقّاها، بالإضافة إلى عوامل أخرى. شدة الإشعاع الشمسي هي كمية الضوء التي تسقط على مساحة معيّنة، بينما العزل الشمسي هو مقياس متوسط شدة الإشعاع الشمسي الذي تتلقّاه مساحة معيّنة بمرور الوقت.

الكيلوواط (kW) هو وحدة قياس الطاقة، أو المعدّل الذي يستخدم به جهاز ما الطاقة، بينما الكيلوواط ساعة (kWh) هو وحدة قياس الطاقة المستخدَمة أو سعة الطاقة. يتم قياس الإشعاع الشمسي بالكيلوواط، بينما يتم قياس الطاقة الشمسية بالكيلوواط/ساعة.

تساوي 1 كيلوواط ساعة/كيلوواط ساعة شمسية واحدة، وهي ساعة واحدة تصل فيها شدة ضوء الشمس إلى متوسط 1,000 واط (1 كيلوواط) من الطاقة لكل متر مربّع.

على سبيل المثال، إذا كان جزء من السطح يتلقّى أشعة شمسية بمعدل 2000 كيلوواط ساعة/كيلوواط/سنة، فإنّ مجموعة ألواح الطاقة الشمسية بقدرة 1 كيلوواط المثبّتة هناك ستنتج 2000 كيلوواط ساعة/سنة. ستنتج مجموعة بقدرة 4 كيلوواط موضوعة في الموقع نفسه 8000 كيلوواط في الساعة في السنة.

ظروف الاختبار القياسية هي معيار قياسي متّبع في المجال لتحديد إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية. في ظل ظروف الاختبار القياسية، يصبح مقدار الطاقة التي يوفّرها اللوح الشمسي هو الحد الأقصى لمعدل الطاقة أو السعة. سينتج لوح بقدرة 1 كيلوواط ساعة واحدة من الطاقة في ظل ظروف الاختبار المعيارية.

الكميات الرباعية لدرجة سطوع الشمس

تحدّد Solar API "معدّل التعرّض لأشعة الشمس" على أنّه مستوى أشعة الشمس التي يتلقّاها جزء معيّن من السطح مقارنةً ببقية السطح، وذلك سنويًا في المتوسط. قد تكون بعض أجزاء السقف أغمق من غيرها بسبب الظل الناتج عن المباني المجاورة أو الأشجار، في حين أنّ بعض أجزاء السقف الأخرى قد تكون معرّضة بالكامل للسماء في جميع الأوقات وبالتالي تتلقّى المزيد من أشعة الشمس.

يوفّر الحقل sunshineQuantiles في استجابة buildingInsights 11 مجموعة أو عشرات من مستويات سطوع الشمس على سطح أو جزء من سطح. تأخذ واجهة برمجة التطبيقات Solar API جميع النقاط على السطح، وترتّبها حسب "مدى تعرّضها لأشعة الشمس"، وتحدّد أعلى قيمة وأدنى قيمة و9 قيم وسيطة متباعدة بالتساوي.

على سبيل المثال، لنفترض أنّ الجزء الأكثر سطوعًا (1%) من سطح معيّن يتلقّى 1100 كيلوواط ساعة/كيلوواط/سنة، بينما يتلقّى الجزء الأكثر ظلمةً (1% أيضًا) من السطح نفسه 400 كيلوواط ساعة/كيلوواط/سنة. يحصل %20 من السطح الأقل سطوعًا على 500 كيلوواط ساعة/كيلوواط/سنة. يتلقّى الجزء التالي من السطح الذي تصله أشعة الشمس بنسبة %50 مقدار 900 كيلوواط في الساعة/كيلوواط/السنة. وتتلقّى نسبة الـ 28% المتبقية 1000 كيلوواط ساعة/كيلوواط/سنة.

الصور النقطية

تعرض نقطة النهاية dataLayers معلومات حول الطاقة الشمسية مرمّزة بتنسيق GeoTIFFs، وهو نوع من تنسيقات الصور النقطية.

يتألف الرسم النقطي من مصفوفة من الخلايا أو وحدات البكسل، مرتبة في صفوف وأعمدة. تحتوي كل وحدة بكسل على قيمة تمثّل معلومات حول ذلك الموقع الجغرافي، مثل الارتفاع عن سطح البحر والغطاء الشجري وضوء الشمس وغير ذلك.

تخزّن الصور النقطية بيانات منفصلة ومتصلة. البيانات المنفصلة، مثل الغطاء الأرضي أو نوع التربة، هي بيانات موضوعية أو فئوية. تمثّل البيانات المستمرة الظواهر التي ليس لها حدود واضحة، مثل الارتفاع أو الصور الجوية.

تتألف الصور النقطية من نطاقات تقيس خصائص مختلفة لمجموعة بيانات. يمكن أن تحتوي الصور النقطية على نطاق واحد أو نطاقات متعددة. يتكوّن كل نطاق من مصفوفة من الخلايا، أو وحدات البكسل، التي تخزّن المعلومات. يمكن لوحدات البكسل تخزين قيم الأعداد العشرية أو الصحيحة.

يشير عمق البت الخاص بالبكسل إلى عدد القيم التي يمكن أن يخزّنها البكسل، وذلك استنادًا إلى الصيغة 2ⁿ، حيث يمثّل n عمق البت. على سبيل المثال، يمكن لوحدة بكسل 8 بت تخزين ما يصل إلى 256 (2⁸) قيمة تتراوح بين 0 و255.

Flux

يمكنك طلب خرائط التدفق باستخدام نقطة النهاية dataLayers. تحدّد Solar API الفيض الضوئي على أنّه كمية أشعة الشمس السنوية على الأسطح بالكيلوواط ساعة/كيلوواط/السنة. عند احتساب التدفق، تأخذ Solar API المتغيرات التالية في الاعتبار:

• معلومات الموقع الجغرافي: تستخدم Solar API بيانات الإشعاع الشمسي كل ساعة من مجموعات طقس مختلفة، والتي تكون عادةً على شبكة من 4 إلى 10 كيلومترات. تحسب واجهة برمجة التطبيقات موضع الشمس في السماء كل ساعة من ساعات السنة. يعتمد ذلك على الموقع الجغرافي وقد يختلف نتيجةً لذلك.
• أنماط الطقس (الغيوم): يتم أخذها في الاعتبار في بيانات الإشعاع الشمسي.
• الظل الناتج عن العوائق القريبة: يتم أخذ الظل الناتج عن الأشجار والمباني الأخرى وأجزاء أخرى من السطح في الاعتبار عند إجراء الحسابات.
• الاتجاه: يشير إلى ميل كل جزء من السطح واتجاهه.
• الكفاءة الحقيقية: القيم التي تحسبها Solar API لا تعتمد على كفاءة اللوحة. لحساب إنتاج الطاقة، يجب ضرب عدد الألواح في قدرة الألواح بالكيلوواط، مع مراعاة خسائر النظام الأخرى. لمزيد من المعلومات، يُرجى الاطّلاع على حساب تكاليف الطاقة الشمسية ومقدار التوفير.

لا تأخذ Solar API المتغيّرات التالية في الاعتبار:

• كفاءة المحوّل وفقدان الطاقة: يتم احتساب معظم القيم بوحدة كيلوواط ساعة من التيار المباشر، ولكن يتم تحويل بعضها إلى كيلوواط ساعة من التيار المتردد بافتراض أنّ كفاءة النظام تبلغ %85.
• التلوّث والثلج: لا يتم تضمين هذه العوامل في العمليات الحسابية.