Modeling building energy self-sufficiency of using rooftop photovoltaics on an urban scale
Notice bibliographique
Résumé
The significant contribution of buildings to global energy-related CO 2 emissions and climate change has led to projections of a carbon–neutral building stock by 2050. This study evaluates the potential contribution of rooftop photovoltaics to urban energy self-sufficiency by developing an enhanced CityBEM framework, our in-house urban building energy model (UBEM). This methodology enables city-scale, simultaneous simulations of building energy use and rooftop photovoltaic retrofitting with low computational time. CityBEM’s robustness and high spatiotemporal resolution facilitate transient simulations of individual buildings with diverse usage types across large urban areas, addressing common computational constraints and input data limitations in UBEM applications. The rooftop photovoltaic model in CityBEM utilizes a comprehensive approach with physics-based modeling of crystalline PVs, model validation, and a proper design of array networks to manage self-shading effects. More than 57,000 buildings with a combined footprint of 32.37 million square meters are located in the simulation test case covering downtown Montreal (Quebec, Canada) and the surrounding areas. Results indicate that rooftop PV adoption in these buildings could potentially generate 5.9 TWh of electricity annually, reduce energy demand by 27.3%, and achieve an average annual energy saving of 40%. This local generation could also reduce operational CO 2 equivalent emissions by over 0.2 megatons. Overall, this study highlights the significant potential of rooftop photovoltaics for a cleaner, more energy self-sufficient urban future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».