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GIS 基礎解説

日射量解析

 

日射量解析とは

近年、再生可能エネルギーのひとつとして太陽光発電が注目されています。太陽光発電の発電量は日射量に大きく依存しますが、日射量の多い場所を GIS で求めることができるのをご存じでしょうか?太陽光パネルの設置場所の選定する上で、ある地点やエリアの全日射量を地形や周辺建物を含む人口構造物を考慮して算出する解析を日射量解析といいます。ArcGIS Spatial Analyst エクステンションでは日射量解析ツールがあり、このツールを実行すると、特定の位置の日射量をその周辺環境を踏まえて算出することができます。

日射量解析の詳細

日射量とは、地球表面がうける太陽放射エネルギー量 (W/㎡) を指します。日射量解析では、直達日射と錯乱日射を合わせた全天日射量を計測し、1 平方メートルあたりのワット数 (WH/㎡) を含んだラスターデータとして出力されます。

日射量は、標高や日時によっても変化しますが、日射量解析を使用することで、傾斜角や傾斜方向、透過率や錯乱日射量の割合などの条件を細かく設定することができます。

日射量解析の種類

日射量解析には、一定の範囲の日射量を解析する「エリアの日射量」と特定の地点の日射量を解析する「ポイントの日射量」があります。

エリアの日射量

エリアの日射量は、年間を通じて安定した日射量が得られることを確認するために太陽光発電パネル設置のために使用されたり、建物ごとの日射量を可視化することができます。下の図は、建物ごとに年間日射量を算出した結果です。赤いエリアは日射量が多く、エリアが青くなるにつれて、日射量が少ないことを表しています。下記の図は、エリアの日射量を算出した結果です。周辺に建物が少ないエリアは日射量を多く受けていることを視覚的に把握することができます。

ポイントの日射量

ポイントの日射量は、農作物を栽培する際に最適な日射条件を有する土地の条件を選定するために使用されます。例えば下の図は、ある地域の候補地から日射量解析をおこなった結果です。テーブルを確認すると「2」と表示されている地点の日射量が多いことを示しています。見た目では分からない各地点の日射量の差を数値で確認することができ、用途に合った日射量の地点を選定することができます。

解析の仕組み

ArcGIS Spatial Analyst エクステンションを使用した日射量解析では、次のデータや設定で実行できます。

入力データ
標高モデル (DEM)
日射量を算出したいエリアや位置のデータ
時間設定
冬至や夏至、秋分の日、春分の日の特定の日の日射量
1 年の中での複数日の日射量
月ごとの 1 年間の日射量

他にも、オプションで散乱率や透過率の設定、直達日射・散乱日射・日照時間を出力できる設定もあります。

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