Rilevamento del tetto con AI e posa dei moduli: come l'AI toglie il lavoro manuale dalla progettazione

"Rilevamento del tetto con AI" e "posa dei moduli con AI" vengono spesso usati come se fossero un'unica funzione: si punta lo strumento su un indirizzo e compare un progetto fotovoltaico finito e realizzabile. Nella pratica sono due passaggi distinti, con capacità reali e limiti reali, e capirne la differenza conta nel momento in cui deve fidarsi del risultato dentro un preventivo. Questo articolo spiega che cosa significano davvero i due termini. Poi mostra come funziona ciascuno dentro solarVis, il software di progettazione fotovoltaica dietro oltre 67.500 progetti solari. Limiti di copertura e passaggi di verifica manuale inclusi.

Che cosa significa davvero "rilevamento del tetto con AI"

Alla base, il rilevamento del tetto con AI è un problema di computer vision: trasformare un'immagine aerea o satellitare in una geometria utilizzabile da uno strumento di progettazione. Significa individuare il perimetro del tetto, le linee interne dove i piani si incontrano e i confini di ciascuna falda.

La geometria da sola, però, non è un progetto. Un perimetro senza pendenza né altezza è uno schizzo piatto, non un modello su cui calcolare ombre o produzione. La categoria del "rilevamento del tetto con AI" si divide nettamente tra gli strumenti che si fermano alla geometria 2D e quelli che deducono anche una forma 3D completa, di solito attingendo a una seconda fonte di dati come le quote derivate da LiDAR. Da quale lato di questa linea si trovi uno strumento determina quanto lavoro resta poi a una persona.

Che cosa significa davvero "posa dei moduli con AI"

La posa dei moduli con AI è un problema diverso: data la geometria del tetto e tutto ciò che la vincola, generare una disposizione dei moduli che raggiunga un obiettivo. Non è il riempimento di una griglia. Un vero motore di posa deve rispettare le distanze di sicurezza, aggirare ostacoli ed elementi del tetto, tenere conto delle ombre per non sprecare moduli in una posizione debole e centrare un obiettivo di dimensionamento invece di limitarsi a massimizzare il numero di moduli.

Per questo la posa dei moduli ha senso solo quando esistono già i dati da cui dipende: la geometria del tetto deve essere reale e (come spiegato più avanti) le ombre devono essere già calcolate. Un motore di posa eseguito prima dell'una o delle altre sta ottimizzando contro il nulla.

Come solarVis legge un tetto

Rilevamento del tetto con AI: un wireframe 2D, non un modello 3D

Nel passaggio Disegno del tetto, il rilevamento del tetto con AI si avvia dall'icona con le scintille nella barra degli strumenti. Analizza le immagini satellitari della posizione del progetto, mostra lo stato "Rilevamento del tetto..." mentre lavora e restituisce un wireframe 2D: il perimetro del tetto, le linee interne tra le falde e le falde stesse.

Il risultato è tutto qui. Non assegna pendenze né altezze a ciò che individua, quindi non è ancora un modello 3D. Nella pratica ci sono anche due limiti. Il primo è la disponibilità condizionata: la funzione compare solo dove i dati ad alta risoluzione coprono la posizione del progetto, quindi non è qualcosa su cui ogni progetto possa contare. Il secondo è che si tratta di una singola azione annullabile, un undo ripristina lo stato precedente, e il risultato va verificato: linee e falde mancanti si correggono con i normali strumenti di disegno prima di procedere.

Inner Edge Detector: solo geometria, portata più ristretta

Uno strumento vicino ma separato, l'Inner Edge Detector, analizza gli angoli di un perimetro di tetto già disegnato e genera una proposta di linea interna lungo la bisettrice di quegli angoli. È utile per completare rapidamente una linea di displuvio o di compluvio. Come il rilevamento del tetto con AI, produce solo geometria. Nemmeno lui assegna pendenze.

Passare al 3D: Fit to LiDAR o pendenze manuali

Per trasformare un wireframe 2D in un vero modello 3D ci sono due strade. Fit to LiDAR costruisce un modello 3D reale dai dati altimetrici basati su LiDAR (i dati di elevazione di Google, che richiedono Google Maps HD come provider cartografico). Imposta automaticamente l'altezza di ogni punto e la pendenza di ogni falda, sostituendo completamente l'assegnazione manuale. Richiede soltanto la conferma della posizione dei muri e, come il rilevamento del tetto con AI, è limitato alle zone con alta copertura dei dati.

Dove Fit to LiDAR non è disponibile, le pendenze si assegnano manualmente: selezioni una falda o una linea, imposti la pendenza nel pannello di destra oppure trascini la freccia della pendenza, e quella falda diventa un piano 3D. Falde diverse dello stesso tetto possono avere pendenze diverse, cosa che conta per qualsiasi copertura più complessa di un semplice tetto a due falde.

Rendere il modello fisicamente reale

La sola forma del tetto non basta ancora per posare i moduli con sicurezza. Il passaggio Disegno del tetto di Solar 3D Design e simulazione aggiunge gli elementi che determinano quali parti di una copertura siano davvero utilizzabili:

• Gli ostacoli (rettangoli, cerchi o poligoni) segnano camini, lucernari, parabole e tutto ciò su cui un modulo non può appoggiare. Bloccano direttamente la posa e rientrano nel calcolo delle ombre.
• Gli abbaini sono di tre tipi, a tetto piano, a due falde e a padiglione, ciascuno con larghezza, lunghezza e pendenza regolabili.
• I parapetti, da 0,1 a 3 metri di altezza e da 0,05 a 1 metro di spessore, proiettano ombre reali e bloccano la posa esattamente come farebbe un muro fisico.
• Split Region separa porzioni di tetto poste ad altezze diverse: è così che coperture a gradoni e ampliamenti vengono modellati correttamente invece che come un unico piano.

Le immagini arrivano da Google Maps, Google Maps HD o Azure Maps, oppure da immagini personalizzate caricate e allineate al progetto. Nulla di tutto questo è estetica: un layout vale quanto il modello su cui viene generato, e un modello privo di un parapetto o di un abbaino posa moduli dove in realtà non possono stare.

Perché le ombre devono essere calcolate prima della posa

L'analisi delle ombre, avviata dal pulsante con il sole nella barra degli strumenti, è un prerequisito vincolante per la posa dei moduli con AI. Il motore di posa non parte finché non è stata eseguita, perché le decisioni di posa nascono dai suoi risultati.

L'analisi produce mappe di calore dell'irraggiamento su tutto il tetto e, per ogni modulo, tre valori nell'ispettore: solar access, TOF (Tilt and Orientation Factor) e TSRF, la Total Solar Resource Fraction. Il solar access misura quanta luce solare va persa a causa delle ombre; il TOF misura la penalizzazione geometrica, separata, di una copertura che non guarda nella direzione o con l'inclinazione ottimale. Il TSRF unisce i due: TSRF = solar access × TOF. Il nostro articolo di approfondimento su irraggiamento, ombreggiamento e dimensionamento delle stringhe entra nel dettaglio di come questi numeri vengono calcolati. Qui conta una cosa più semplice: senza di essi non esiste alcuna base per mettere una falda davanti a un'altra, che è esattamente il passo successivo della posa.

Come solarVis esegue la posa dei moduli

Una volta calcolate le ombre, la posa dei moduli con AI legge quei risultati, ordina le falde e riempie in una sola volta tutte quelle idonee, partendo dalle posizioni migliori e rispettando distanze di sicurezza, ostacoli, abbaini e i risultati delle ombre già descritti.

Due scelte danno forma al risultato. La prima è un obiettivo di dimensionamento: numero di moduli, produzione annua (kWh), potenza DC (kWp) oppure percentuale di copertura dei consumi. La seconda è una modalità:

• Max Production riempie ogni posizione disponibile, privilegiando la produzione totale.
• Max Efficiency mantiene solo le posizioni con TSRF pari o superiore al 75 percento, con meno moduli ma con rese migliori.

Su quel 75 percento vale la pena fermarsi, perché è il dettaglio che racconta meglio come è stata progettata questa funzione. Non è il valore predefinito di un cursore scelto a caso. Diversi programmi di incentivo e di qualità considerano un TSRF pari o superiore al 75 percento il riferimento per un impianto ben posizionato, e alcuni contributi fissano un minimo esplicito in quell'intervallo. La modalità Max Efficiency scrive quella convenzione direttamente dentro il motore di posa, invece di inventarsi una propria soglia di qualità.

Un cursore di sfoltimento parte dalla stessa idea, ma agisce sul layout finito anziché sulle regole che lo hanno prodotto. Dopo che la posa dei moduli con AI ha riempito il tetto, alzando la soglia TSRF del cursore i moduli già posati che restano sotto vengono evidenziati in rosso, e l'applicazione conferma la rimozione. Sta modificando un layout che esiste, non impostando un vincolo con cui il motore progetta. Oltre alle modalità automatiche, Fill Roof Face posa i moduli su una sola superficie selezionata alla volta, mentre posa manuale per trascinamento, raggruppamento e duplicazione restano disponibili per rifinire a mano qualsiasi parte del risultato.

Che cosa guardare in un software di progettazione fotovoltaica

Quasi tutti gli strumenti di questa categoria ormai promettono automazione. Le differenze che contano stanno in ciò che l'automazione produce davvero, quindi queste sono le domande da porre a qualsiasi software di progettazione fotovoltaica prima di impegnarci un team di progettazione.

Il rilevamento del tetto si ferma al 2D o produce un vero modello 3D? Un wireframe 2D richiede comunque pendenza e altezza prima di poter simulare qualsiasi cosa. Uno strumento che recupera i dati altimetrici e solleva il tetto in automatico elimina un passaggio che uno strumento solo wireframe lascia sulla Sua scrivania.

La disponibilità viene verificata indirizzo per indirizzo e che cosa succede quando manca la copertura? La qualità del rilevamento dipende dai dati sottostanti e nessun fornitore copre ovunque. Quello che conta è se gli strumenti di disegno di riserva sono abbastanza validi da far funzionare il flusso su ogni progetto, non solo su quelli ben mappati.

Il motore di posa tiene conto delle ombre o ragiona solo sulla geometria? Uno strumento che riempie un tetto guardando solo la forma posa volentieri moduli dove non si ripagheranno mai. Ordinare le falde in base al solar access misurato è ciò che distingue una vera automazione della progettazione dal riempimento di una griglia.

Può guidarlo verso un obiettivo e una soglia di qualità? Poter dimensionare su una cifra di produzione o su una quota di autoconsumo, e fissare un limite minimo come il 75 percento di TSRF, è la differenza tra un progetto che può difendere davanti al cliente e uno che dovrà giustificare a cose fatte.

Il risultato è modificabile? Qualsiasi layout generato prima o poi incontra un caso limite che non aveva previsto. Il motore deve darLe un punto di partenza rapido e coerente, che poi può correggere modulo per modulo.