Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.
Das Werkzeug Sonneneinstrahlung (Raster) berechnet die Sonneneinstrahlung (Insolation) für jede Raster-Zelle eines digitalen Oberflächenmodells für die Erde oder den Mond.
Das Werkzeug berechnet die Sonneneinstrahlung für jede Zelle der Raster-Oberfläche für die Erde oder den Mond. Der Wert jeder Zelle im primären Ausgabe-Raster gibt die Gesamtmenge der pro Flächeneinheit während eines Zeitraums empfangenen Strahlungsenergie der Sonne an. Sie wird in Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m2) gemessen. Die Ausgaben dieses Werkzeugs umfassen das Gesamt-, Direkt- und Diffus-Strahlungs-Raster sowie die Dauer der direkten Sonneneinstrahlung in Stunden. Die Ergebnisse werden verwendet, um Karten zur Sonneneinstrahlung für einen ganzen geographischen Bereich zu erstellen.
Die Topographie der Eingabeoberfläche bestimmt die Variabilität des Ausgabewertes der Sonneneinstrahlung. Die Menge der an abgegrenzten Standorten absorbierten Sonnenstrahlen ist abhängig von deren Höhe, Neigung und Ausrichtung sowie den durch topografische Features verursachten Schatten. Um die Auswirkungen von Gebäuden oder anderen Objekten wie Bäumen, Stromleitungen oder einer Windkraftanlage zu berücksichtigen, müssen diese Teil der Eingabeoberfläche sein. Eine mit LIDAR erstellte Oberfläche kann zum Beispiel Gebäude und Vegetation enthalten. Das Werkzeug berücksichtigt atmosphärische Effekte, Höhe, Steilheit und Richtung, tägliche und jahreszeitliche Verschiebungen des Sonnenwinkels sowie die Auswirkungen des Schattenwurfs durch die umgebende Topographie.
Verwendung von Sonneneinstrahlungs-Rastern
Mit den Ergebnissen des Rasters der Sonneneinstrahlung können Sie andere GIS-Daten und Anwendungen für alle anderen Prozesse, die von der Sonne beeinflusst werden, integrieren. Nachfolgend sind einige Beispiele für die Verwendung dieser Ausgaben aufgeführt:
- Berechnung des Energiepotenzials einer Solaranlage auf dem Dach eines Gebäudes
- Verwendung als Teil der Eignungsanalyse zur Ermittlung der besten Standorte für die Errichtung eines Solarparks
- Hilfe bei der Vorhersage von Schneeschmelze und Oberflächenabfluss in schneebedeckten Bergregionen
- Verständnis der Auswirkungen auf die Wasserressourcen für die Landwirtschaft und optimale Ernteerträge
Berechnen der Sonneneinstrahlung
Die absorbierte Sonneneinstrahlung kann für jeden beliebigen Zeitpunkt in der Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft mit einem maximalen Intervall von einem Kalenderjahr berechnet werden. Die Uhrzeitkonfiguration wird durch die Parameter Startdatum und -uhrzeit und Enddatum und -uhrzeit in koordinierter Weltzeit (UTC) angegeben. Nur für die Erde können die Uhrzeiten als Standardzeit angegeben werden, einschließlich der jeweiligen Zeitzone für den Eingabe-Analysebereich. Optional können die Uhrzeiten auf der Grundlage der Zeitkonfiguration an die Sommerzeit angepasst werden. Die Mindestzeitspanne für die Berechnung beträgt 0,5 Stunden für die Erde und 2 Stunden für den Mond. Die Zeiteinstellungen sind inklusiv. Um zum Beispiel die Analyse für einen Tag wie den 21. Juni 2029 durchzuführen, setzen Sie die Startuhrzeit auf 21.06.2029 12:00:00 und die Enduhrzeit auf 21.06.2029 23:59:59.
Um die Analyse auf bestimmte Interessenbereiche zu begrenzen, verwenden Sie den Parameter Eingabe-Analysemaske. Um beispielsweise die von den Dächern der Gebäude absorbierte Strahlung zu berechnen, muss eine Maske der Gebäude-Footprints angelegt werden. Dadurch werden auch die Ausführungszeiten verkürzt, da nur Ergebnisse für die durch den Maskenbereich definierten Zellen erzeugt werden. Die Analysemaske hat keine Auswirkungen auf die Analyseausdehnung beim Ausführen des Werkzeugs. Das bedeutet, dass die Hindernisse durch benachbarte Gebäude und die umgebende Topographie außerhalb des Maskenbereichs die für die definierten Bereiche berechneten Sonneneinstrahlungswerte weiterhin beeinflussen.
Topographische Parameter
Die Analyse der Sonneneinstrahlung verwendet Neigung und Ausrichtung der Oberfläche für die internen Berechnungen. Standardmäßig berechnet das Werkzeug Sonneneinstrahlung (Raster) diese Informationen aus dem Eingabeoberflächen-Raster, sie können aber auch als Eingabe für das Werkzeug bereitgestellt werden. Die Bereitstellung von vorberechneten Rastern mit den Parametern Eingabe-Neigungs-Raster und Eingabe-Ausrichtungs-Raster verringert die Gesamtberechnungszeit und ist besonders hilfreich, wenn die Analyse wiederholt ausgeführt oder ein größerer Bereich mit hoher Auflösung analysiert wird. Die Parameter Nachbarschaftsentfernung und Adaptive Nachbarschaft verwenden werden verwendet, wenn keine Eingabe-Raster für Neigung oder Ausrichtung angegeben wurden. Mit diesen optionalen Parametern kann gesteuert werden, wie die lokale Variabilität in der Landschaft aus dem Eingabeoberflächen-Raster erfasst werden soll. Weitere Informationen zu den Parametern Nachbarschaftsentfernung und Adaptive Nachbarschaft verwenden und deren Verwendung finden Sie im Thema "Funktionsweise des Werkzeugs "Oberflächenparameter"".
Berechnen der Sonneneinstrahlung für Zeitintervalle
Standardmäßig berechnet das Werkzeug einen einzigen Gesamteinstrahlungswert für den gesamten Zeitbereich. Aktivieren Sie den Parameter Sonneneinstrahlung für Zeitintervalle berechnen, um mehrere Einstrahlungswerte für das angegebene Intervall basierend auf den Parameterwerten Einheit des Zeitintervalls und Zeitintervall zu berechnen. Die Gesamteinstrahlung wird für jedes Intervall berechnet, kein Intervall wird ausgeschlossen oder gibt Teilwerte zurück. Wenn für ein Zeitintervall keine Sonneneinstrahlung absorbiert wurde, wird der Wert Null zurückgegeben.
Intervalle werden basierend auf der angegebenen Start- und Endzeit berechnet. Wenn die zwischen dem Start- und dem Enddatum angegebene Gesamtzeit nicht gleichmäßig durch das Zeitintervall teilbar ist, wird die Gesamtdauer intern erweitert, um die erforderliche Anzahl von Zeitintervallen zu erhalten. Wenn beispielsweise die Zeitkonfiguration für insgesamt 14 Tage mit einem Intervall von 3 Tagen angegeben wurde, wird die Anzahl der Intervalle erhöht, um ein Ergebnis für die Zeit und die Tage 13 bis 15 zu erhalten. Der erste Datensatz ist immer die Startzeit plus das Intervall (time0 + timeinterval)). Die Intervalle basieren auf der angegebenen Startzeit. Wenn Startdatum und -uhrzeit beispielsweise mit 19.01.2023 17:00 UTC und einem Intervall von 1 Tag angegeben wurden, erfolgt die Berechnung für 24 Stunden von 17:00 bis 17:00 am nächsten Tag und wird bis zur angegebenen Endzeit fortgesetzt.
Erkunden von Zeitintervallen für Sonneneinstrahlungsergebnisse
Das Ergebnis der Zeitintervallanalyse erstellt standardmäßig ein multidimensionales Raster im Esri Cloud-Raster-Format (CRF). Das multidimensionale Raster enthält die Variable der Sonneneinstrahlung (global_solar_radiation) und eine zeitliche Dimension für das definierte Intervall oder die Zeitintervalle. Verwenden Sie den multidimensionalen Raster-Layer, um die Menge der Sonneneinstrahlung für ein Zeitintervall zu erkunden Mit der kontextbezogenen Registerkarte Multidimensional können Sie Zeitintervalle auswählen und anzeigen und auf die Werkzeuge und Funktionen zur Verarbeitung multidimensionaler Raster-Daten zugreifen. Verwenden Sie das zeitliche Profildiagramm zum Visualisieren und Analysieren von multidimensionalen Raster-Daten.
Der folgende Screenshot zeigt ein Beispiel für die von Gebäudedächern absorbierte Sonneneinstrahlung und ein Diagramm mit der Menge der Sonneneinstrahlung im Zeitverlauf für drei Standorte.
