This page is an automatic translation to Vietnamese of Solar photovoltaic systems and trees literature review.This translation is distributed in the hope that it will be useful, but without any guarantee of accuracy.Read more...

Phòng thí nghiệm công nghệ bền vững mở của Michigan Tech Liên hệ với Tiến sĩ Joshua Pearce tại Công nghệ bền vững phù hợp miễn phí .

MOST · Dự án & Ấn phẩm · Phương pháp · Lit. đánh giá · Người · Nhà tài trợ · Tin tức · Cập nhật trên Twitter · YouTube

Read more...

Trang này là một bài phê bình văn học . Vui lòng chỉnh sửa trang này và thêm nguồn và tóm tắt.Read more...

Các giấy tờ và bài viết liên quan đến tấm pin mặt trời và cây xanh

Đạo luật Kiểm soát Bóng râm Mặt trời của California; Rà soát các quy chế và các vụ việc liên quan năm 2007[1]

Trừu tượng:Bài viết này xem xét các Mục 25980–25986 của Bộ luật Tài nguyên Công cộng California, còn được gọi là Đạo luật Kiểm soát Bóng râm (sau đây gọi là “Đạo luật”) và xem xét các vụ kiện được đưa ra theo Đạo luật. Thông qua Đạo luật, được ban hành vào năm 1978 và sau đó được sửa đổi vào năm 2008, Cơ quan lập pháp đã tìm cách cân bằng các tác động mong muốn của việc trồng cây và bụi rậm để tạo bóng mát và thu hút thị giác với mong muốn tăng cường sử dụng các thiết bị năng lượng mặt trời mà hiệu suất của chúng có thể bị cản trở bởi bóng mát từ thảm thực vật gần đó. Đạo luật quy định các biện pháp kiểm soát cụ thể và có giới hạn đối với cây cối và bụi rậm để bảo vệ việc sử dụng các hệ thống năng lượng mặt trời gần đó. Tuy nhiên, mức độ mà Đạo luật bảo vệ các hệ thống năng lượng mặt trời khỏi bóng râm do thảm thực vật tạo ra thường bị hiểu lầm và là chủ đề của nhiều tranh chấp giữa các chủ sở hữu tài sản lân cận. Như vậy,

• California là tiểu bang đi đầu trong việc thúc đẩy năng lượng mặt trời, dẫn đến việc áp dụng luật bảo vệ quyền tiếp cận ánh sáng mặt trời của người dân.
• Bài viết này xem xét các luật liên quan đến việc tiếp cận năng lượng mặt trời vì hai lý do. Đầu tiên, luật pháp bị người dân hoặc chủ sở hữu tấm pin mặt trời hiểu sai. Thứ hai, việc sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng phổ biến nên rất có thể sẽ có nhiều vấn đề và thắc mắc hơn trong tương lai gần.
• Đạo luật này đưa ra các biện pháp kiểm soát cụ thể và có giới hạn đối với cây cối và bụi rậm để bảo vệ việc sử dụng năng lượng mặt trời gần đó.
• Nói chung, Đạo luật cấm chủ sở hữu bất động sản cho phép cây hoặc bụi cây che mát hệ thống năng lượng mặt trời hiện có được lắp đặt trên khu đất lân cận, miễn là cây che bóng hoặc bụi cây được trồng sau khi lắp đặt thiết bị thu năng lượng mặt trời.
• Các nhà thu gom năng lượng mặt trời được bảo vệ theo đạo luật này là; Quang điện, sưởi ấm nước bằng năng lượng mặt trời để sử dụng trong các tòa nhà, sưởi ấm nước bằng năng lượng mặt trời để sưởi ấm không gian, sưởi ấm hồ bơi bằng năng lượng mặt trời.
• Bộ thu năng lượng mặt trời phải được đặt cách đường ranh giới bất động sản ít nhất 5 feet. Và chiều cao của nó không được nhỏ hơn 10 feet. Nếu chiều cao bị hạ xuống thì phải lùi lại gấp ba lần chiều cao đã hạ xuống cộng thêm 5 feet lùi lại. Ví dụ: nếu bộ thu được hạ xuống 2 feet thì khoảng cách lùi được đặt phải là 5 feet + 3x2 = 11 feet.
• Cụ thể, Mục 25982 của Đạo luật cấm một số chủ sở hữu cây trồng hoặc cho phép một cây hoặc bụi cây mới trồng phủ bóng lên hơn 10% bộ thu năng lượng mặt trời trên khu đất lân cận vào bất kỳ thời điểm nào trong khoảng thời gian 10 giờ sáng. và 2 giờ chiều Tuy nhiên, sửa đổi của Đạo luật miễn trừ tất cả các cây và bụi cây được trồng trước thời điểm lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời. Nói cách khác, Đạo luật cho phép cây cối và bụi rậm phát triển và che mát các tấm pin mặt trời mà không bị phạt miễn là chúng có trước bộ thu năng lượng mặt trời lân cận.

Này, Cây của bạn đang che tấm pin mặt trời của tôi; Đạo luật kiểm soát bóng râm của California[2]

Tóm tắt: Bài viết này tìm hiểu các luật được thông qua ở cấp tiểu bang tại Hoa Kỳ để đảm bảo rằng chủ sở hữu tài sản được tiếp cận trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Đặc biệt, nó tập trung vào các luật được thiết kế để cấm thảm thực vật ở các khu đất liền kề che mát các thiết bị năng lượng mặt trời, chẳng hạn như quang điện hoặc bộ thu nước nóng bằng năng lượng mặt trời. Bài viết so sánh các luật được các bang thông qua và tập trung vào Đạo luật Kiểm soát Bóng râm Mặt trời của California làm hình mẫu cho các bang khác. Nó cung cấp một phân tích chi tiết về các quy định của Đạo luật và xem xét các trường hợp được đưa ra theo đó.

• Các luật có thể được nhóm lại thành bốn loại.

1)_ Cấm các Giao ước, điều kiện và hạn chế. 2)_ Sử dụng năng lượng mặt trời 3)_ Cơ quan phân vùng địa phương áp dụng các quy định tiếp cận năng lượng mặt trời 4)_ Tấm che nắng

• Mục 25983 quy định rằng ''người duy trì hoặc cho phép chăm sóc cây hoặc bụi cây'' có thể phải chịu trách nhiệm pháp lý nếu họ vi phạm Đạo luật.
• Trước khi sửa đổi vào năm 2008, những người vi phạm Đạo luật có thể bị truy tố hình sự và bị kết án vì gây phiền toái cho công chúng vì đã để cây của họ che bóng cho các nhà thu năng lượng mặt trời lân cận.
• Sau khi sửa đổi Đạo luật, những người vi phạm không còn bị coi là tội phạm nữa.
• Mục 25984(a) quy định rằng Đạo luật không áp dụng cho cây cối hoặc bụi cây được trồng trước khi lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời. Do đó, cây hoặc bụi cây được trồng trước khi lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời và sau đó phát triển để tạo bóng trên hơn 10% bộ thu năng lượng mặt trời hoàn toàn được miễn trừ khỏi Đạo luật.
• Đạo luật miễn trừ một cách rõ ràng và ngầm định một số chủ sở hữu tài sản cũng như một số cây và bụi cây nhất định khỏi Đạo luật. Thật vậy, quyền tiếp cận ánh sáng mặt trời của chủ sở hữu bộ thu năng lượng mặt trời là không tuyệt đối.
• Mục 25984(b) của Đạo luật đặc biệt miễn trừ tất cả các cây được trồng, trồng hoặc thu hoạch trên đất lấy gỗ hoặc trên đất dành cho sản xuất cây nông nghiệp thương mại.
• nếu một cây được trồng trước khi lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời bị chết hoặc bị loại bỏ để bảo vệ sức khỏe cộng đồng, an toàn hoặc môi trường và sau đó được thay thế thì cây thay thế sẽ được miễn Đạo luật, ngay cả khi nó che bóng cho hệ thống năng lượng mặt trời. người thu gom theo cách có thể vi phạm Đạo luật.
• Mục 25984(d) miễn trừ các quy định của Đạo luật bất kỳ ''cây hoặc bụi cây nào phải tuân theo sắc lệnh của thành phố hoặc quốc gia
• Mục 25985(a) của Đạo luật cho phép bất kỳ thành phố hoặc khu vực chưa hợp nhất nào của quận áp dụng sắc lệnh miễn trừ Đạo luật.18 Sự miễn trừ này chỉ áp dụng cho những cây do chính thành phố đó trồng và chăm sóc, chứ không áp dụng cho những cây thuộc sở hữu của công dân tư nhân .
• Các câu hỏi quan trọng dành cho Chủ sở hữu Bộ sưu tập Năng lượng Mặt trời:

1)_ Cây hoặc bụi cây được đề cập có được trồng sau khi lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời không? 2)_ Bộ thu năng lượng mặt trời có được lắp đặt theo yêu cầu lùi lại của Mục 25981(d) không? 3)_ Bộ thu năng lượng mặt trời có đáp ứng định nghĩa theo luật định về ''bộ thu năng lượng mặt trời'' được quy định trong Mục 25981 không? 4)_ Cây hoặc bụi cây lân cận có che bóng hơn 10% bộ thu năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian từ 10:00 sáng đến 2:00 chiều theo giờ chuẩn địa phương không?

• Các câu hỏi quan trọng dành cho chủ sở hữu Tree-Shrub:

1)_ Cây hoặc bụi cây có che bóng hơn 10% bộ thu năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian từ 10:00 sáng đến 2:00 chiều theo giờ chuẩn địa phương không? 2)_ Cây hoặc bụi cây được đề cập có được trồng sau khi lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời không? 3)_ Chủ sở hữu bộ thu năng lượng mặt trời hoặc đại lý của họ có cung cấp thông báo bằng văn bản yêu cầu tuân thủ các yêu cầu của Mục 25982 không?

• Chủ cây hoặc bụi cây có thể không vi phạm hành vi nếu họ có thể trả lời các câu hỏi:

1)_ Bộ thu năng lượng mặt trời có được thiết kế và nhằm mục đích bù đắp nhiều hơn nhu cầu điện của tòa nhà không? 2)_ Cây hoặc bụi cây được đề cập có thuộc sở hữu của chính quyền thành phố đã thông qua sắc lệnh được miễn trừ khỏi Đạo luật không? 3)_ Cây hoặc bụi cây đó có phải tuân theo quy định của thành phố hoặc quận không? 4)_ Cây hoặc bụi cây đang được đề cập có mọc trên đất được chỉ định là đất lâm nghiệp hoặc đất nông nghiệp không? 5)_ Cây cối hoặc bụi cây được đề cập có phải là một phần của chiến lược làm mát và sưởi ấm thụ động trong đó mức tiết kiệm năng lượng ròng từ hệ mặt trời thụ động lớn hơn đáng kể so với năng lượng thu được từ bộ thu năng lượng mặt trời trong bóng râm không?

Cây chặn các tấm pin mặt trời và mối thù kết thúc tại tòa án[3]

Tóm tắt: Cây cối - cây gỗ đỏ, cây sồi sống hoặc cây ăn quả đang nở hoa - thường được coi là những công dân kiên cường của bán đảo tràn ngập ánh nắng phía nam San Francisco, không phải là yếu tố tội phạm. Nhưng theo luật tiểu bang năm 1978 bảo vệ khoản đầu tư của chủ nhà vào các tấm pin mặt trời trên mái nhà, những cây cản trở sự tiếp cận với ánh nắng mặt trời của các tấm pin mặt trời có thể bị coi là mối phiền toái và chủ sở hữu của chúng bị phạt tới 1.000 USD mỗi ngày. Đạo luật Bóng râm Mặt trời gây tò mò cho đến cuối năm ngoái, khi một vụ tranh chấp về tám cây gỗ đỏ (còn gọi là Cây số 1, Cây số 2, Cây số 3, v.v.) kết thúc tại tòa án hình sự Quận Santa Clara.

Đạo luật kiểm soát bóng râm từ mặt trời— Từ cây cối so với năng lượng mặt trời đến cây cối và năng lượng mặt trời?[4]

Tóm tắt: Những vụ án xấu có thể làm nên luật tốt được không? Có thể trong trường hợp chủ nhà Richard Treanor và Carolynn Bissett đã bị truy tố hình sự theo Đạo luật kiểm soát bóng râm mặt trời3 (“SSCA”) vì những cây có sẵn của họ đổ bóng lên các tấm pin mặt trời của hàng xóm. Cho đến khi ban hành sửa đổi SSCA gần đây, chủ sở hữu tài sản có thể phải đối mặt với truy tố hình sự nếu cây của họ mọc để che bóng cho các tấm pin mặt trời của hàng xóm mà không xem xét liệu cây có được trồng trước khi các tấm pin được lắp đặt hay không.

Tình trạng quyền năng lượng mặt trời trên khắp Hoa Kỳ[5]

Tóm tắt: Năng lượng mặt trời rẻ, dồi dào và sẵn có. Năng lượng mặt trời có thể giúp Hoa Kỳ giảm (và có khả năng loại bỏ) sự phụ thuộc vào nhập khẩu dầu. Tuy nhiên, tốc độ áp dụng công nghệ năng lượng mặt trời còn chậm. Bài viết này là một nỗ lực nhằm tóm tắt những cách khác nhau mà chính quyền tiểu bang và địa phương, tòa án và công dân tư nhân giải quyết những thách thức phát sinh từ việc áp dụng năng lượng mặt trời.

Các khía cạnh pháp lý của năng lượng mặt trời: Các phương pháp tiếp cận theo luật định để tiếp cận ánh sáng mặt trời[6]

Một phần của phần giới thiệu: Bộ thu năng lượng mặt trời không có ánh sáng mặt trời sẽ vô dụng; người sử dụng năng lượng mặt trời yêu cầu tiếp cận ánh sáng mặt trời không bị cản trở. Vì vậy, người sử dụng năng lượng mặt trời bắt buộc phải đảm bảo quyền hợp pháp tiếp cận ánh sáng mặt trời không bị cản trở cần thiết cho hệ thống năng lượng mặt trời của mình.

Quyền năng lượng mặt trời[7]

Trừu tượng:Quyền tiếp cận và khai thác tia nắng mặt trời - quyền sử dụng năng lượng mặt trời - là vô cùng quý giá. Những quyền này có thể xác định liệu một cá nhân có thể tận dụng ánh sáng, hơi ấm hoặc năng lượng của mặt trời hay không và bằng cách nào, đồng thời chúng có thể gây ra những hậu quả kinh tế đáng kể. Theo đó, trong ít nhất hai nghìn năm, con người đã cố gắng chuyển nhượng quyền sử dụng năng lượng mặt trời một cách công bằng và hiệu quả. Tại Hoa Kỳ, nỗ lực chuyển nhượng quyền sử dụng năng lượng mặt trời đã thất bại. Một phần tư thế kỷ trước, nhiều học giả pháp luật Mỹ đã tranh luận về sự thiếu sót này. Họ nhất trí rằng quốc gia này thiếu khung pháp lý chặt chẽ để xử lý các quyền về năng lượng mặt trời, đặc biệt là trước sự xuất hiện của công nghệ thu năng lượng mặt trời có thể biến năng lượng mặt trời thành năng lượng nhiệt, hóa học hoặc điện. Các học giả này đề xuất một số chế độ pháp lý mà họ tin rằng sẽ làm rõ các quyền về năng lượng mặt trời và tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời ngày càng tăng. Rất ít thay đổi kể từ khi cuộc tranh luận về quyền sử dụng năng lượng mặt trời bắt đầu. Mặc dù một số khu vực pháp lý đã thử nghiệm các đề xuất của các học giả nhưng các cải cách vẫn chưa toàn diện và quyền sử dụng năng lượng mặt trời được đảm bảo ở rất ít nơi. Ít nhất một phần là do chế độ pháp lý lộn xộn, và mặc dù có nhiều tiến bộ công nghệ đã làm giảm chi phí của các bộ thu năng lượng mặt trời, nhưng hiện tại chỉ có 1% năng lượng của quốc gia chúng ta đến từ mặt trời. Trong bối cảnh này, Điều khoản này nhằm mục đích khơi dậy và tập trung lại cuộc tranh luận mang tính học thuật về quyền sử dụng năng lượng mặt trời. Điều đầu tiên giải thích tại sao quyền sử dụng năng lượng mặt trời lại có giá trị đối với cả cá nhân và đất nước nói chung. Sau đó, nó phân tích ba phương pháp có thể phân bổ quyền năng lượng mặt trời: thỏa thuận rõ ràng giữa chủ sở hữu tài sản, hệ thống giấy phép của chính phủ hoặc pháp lệnh quy hoạch và phân công của tòa án do kiện tụng. Mặc dù Điều khoản này phân tích mối quan ngại của cả những người tìm kiếm quyền sử dụng năng lượng mặt trời và các bên có thể phải chịu gánh nặng đối với luật hiện hành; nó không giải quyết đầy đủ giải pháp khả thi cho vấn đề quyền sử dụng năng lượng mặt trời. Thay vào đó, Điều khoản này tạo tiền đề cho tác phẩm thứ hai, 'Ánh sáng hiện đại', đồng thời được xuất bản trên Tạp chí Luật của Đại học Colorado. Mặc dù Điều khoản này phân tích mối quan ngại của cả những người tìm kiếm quyền sử dụng năng lượng mặt trời và các bên có thể phải chịu gánh nặng đối với luật hiện hành; nó không giải quyết đầy đủ giải pháp khả thi cho vấn đề quyền sử dụng năng lượng mặt trời. Thay vào đó, Điều khoản này tạo tiền đề cho tác phẩm thứ hai, 'Ánh sáng hiện đại', đồng thời được xuất bản trên Tạp chí Luật của Đại học Colorado. Mặc dù Điều khoản này phân tích mối quan ngại của cả những người tìm kiếm quyền sử dụng năng lượng mặt trời và các bên có thể phải chịu gánh nặng đối với luật hiện hành; nó không giải quyết đầy đủ giải pháp khả thi cho vấn đề quyền sử dụng năng lượng mặt trời. Thay vào đó, Điều khoản này tạo tiền đề cho tác phẩm thứ hai, 'Ánh sáng hiện đại', đồng thời được xuất bản trên Tạp chí Luật của Đại học Colorado.

Shadows on the Cathedral: Solar Access Laws in a Different Light[8]

Abstract: Unprecedented growth in rooftop solar energy development is drawing increased attention to the issue of solar access. To operate effectively, solar panels require un-shaded access to the sun’s rays during peak sunlight hours. Some landowners are reluctant to invest in rooftop solar panels because they fear that a neighbor will erect a structure or grow a tree on nearby property that shades their panels. Existing statutory approaches to protecting solar access for such landowners vary widely across jurisdictions, and some approaches ignore the airspace rights of neighbors. Which rule regime for solar access protection best promotes the efficient allocation of scarce airspace, within the constraints of existing law? This Article applies Calabresi and Melamed’s “Cathedral” framework of property rules and liability rules to compare and analyze existing solar access laws and to evaluate a model solar access statute recently drafted under funding from the US Department of Energy. Surprisingly, the Article concludes that a statute implementing the Cathedral model’s seldom-used “Rule Four” is best suited for addressing solar access conflicts.

The House of the Rising Sun: Homeowners' Associations, Restrictive Covenants, Solar Panels, and the Contract Clause[9]

Abstract: Private land-use controls in the form of restrictive covenants promulgated by homeowners' associations prevent the effective use and expansion of alternative energy by prohibiting or restricting the use of solar energy devices based on concerns of uniformity and aesthetics. The problem of homeowners' associations discriminating against solar energy has received less attention than the problem actually merits. The best possibility for invalidating these covenants and moving renewable energy forward is legislative action. Although some states have taken action on this issue, state statutes have significant and serious deficiencies. Effective state statutes require both more breadth and more specificity. State statutes that invalidate restrictive covenants discriminating against solar energy implicate, but do not violate, the U.S. Constitution's Contract Clause. These statutes remain within the legitimate exercise of state police power.

Solar Siting Ordinances[10]

Abstract: This Essential Info Packet provides an extensive collection of sample ordinances on solar access, solar siting, and solar energy systems large and small, along with background articles and examples of how communities are adding solar provisions to their comprehensive plans.

Solar Access Ordinances[11]

Abstract: This Essential Info Packet provides an extensive collection of sample ordinances on solar access, solar siting, and solar energy systems large and small, along with background articles and examples of how communities are adding solar provisions to their comprehensive plans.

Zoning Changes for Distributed Wind and Solar Energy Production in Blacksburg[12]

Part of the Introduction: The goal of this report is to evaluate what specific changes could be made to the Blacksburg zoning ordinance to support distributed wind and solar energy production. Zoning is a powerful tool that local governments use to control the built environment and implement the comprehensive plan. Zoning ordinances regulate the permitted uses of land, lot sizes, density, building heights, parking, and many other requirements. By removing existing impediments in the zoning code that prevents citizens from implementing small-scale wind and solar, a town can significantly reduce its greenhouse gas emissions.

Solar Energy Articles and Reports[13]

Solar in the Comprehensive Plan[14]

Siting and Solar Access[15]

Abstract: This fact sheet outlines the relationship between site layout, solar access and energy smart house design. It also provides a guide to selecting a lot with good solar access and includes tips on siting a home on a block and internal planning for maximum energy efficiency.

California's Solar Access Laws[16]

Abstract: California has several laws designed to encourage solar access and prevent restrictions on solar energy systems. These laws address municipal restrictions, residential landscaping, and homeowner association restrictions.

Self-shading losses of fixed free-standing PV arrays^[17]

Abstract: The energy yield of a photovoltaic (PV) system with fixed free-standing PV arrays is affected also by the self-shading effects. The rows of PV modules in arrays may partially shade the PV modules in the rows behind. In this paper the effects of the row distance on the PV system’s energy yield are evaluated. The estimation of the self-shading losses by the irradiation losses simply overestimates the losses; therefore we developed a simulation model to simulate the real energy loss due to shading of the preceding row in a PV system. The model demonstrates that the self-shading energy losses are at commonly used distances between rows from 20 to 40% lower than the irradiation losses at the modules’ bottom considering the shading conditions. The self-shading energy loss is studied in the case of Ljubljana, Slovenia which may refer to the whole Central Europe. To estimate the self-shading losses a technologyand with parameter modifications also location-independent empirical equation based on module-tocell width ratio was derived and validated.

Solar access of residential rooftops in four California cities. Levinson R., Akbari H., Pomerantz M., Gupta S. 2009. Solar access of residential rooftops in four California cities. Solar Energy 83: 2120–2135.

Abstract: Shadows cast by trees and buildings can limit the solar access of rooftop solar-energy systems, including photovoltaic panels and thermal collectors. This study characterizes residential rooftop shading in Sacramento, San Jose, Los Angeles and San Diego, CA. Our analysis can be used to better estimate power production and/or thermal collection by rooftop solar-energy equipment. It can also be considered when designing programs to plant shade trees.

Constructal design of solar energy-based systems for buildings. Miguel A. F., 2008. Constructal design of solar energy-based systems for buildings. Energy and Buildings 40: 1020–1030.

Abstract: One of the major issues confronting users of solar energy-based systems is the relatively low efficiency of these systems when compared with fossil fuel-based systems. In this paper we take a fresh look at the generation of architecture of these systems based on the constructal theory. Three different systems are investigated: a shading system to control the incoming of solar radiation during the summer and the winter, a bundle of pipes to warm a room, and a distillation system integrated in a roof. The constructal principle invoked in this paper shows that geometrical form of systems can be deduced from a single principle and provides designers with tools for their conceptual design.

A Comprehensive review of solar access law in the united states[18]

Part of the Executive Summary: Solar energy systems require direct access to sunlight to operate efficiently. The installation of a solar energy system on a new or existing building requires exterior modifications that are subject to building codes and private regulation. This report reviews the ability of existing law and regulation to protect solar access and recommends specific measures to improve solar access.

[City of Shakopee 2030 Comprehensive Plan; Solar Access Protection^[19]]

Part of the Paper: Trees, shrubs, turf and other ground covers are among the best exterior solar and wind control devices. During summer months vegetation controls reflection/absorption of heat radiation, provides shade for walls and ground surfaces, and creates insulating dead air spaces. Plants can insulate buildings from intense heat and protect cooling equipment from the effects premature wear that can be the result of rapid exterior temperature changes. Plants serve double duty by absorbing day heat and then releasing it slowly at night, thereby cooling daytime temperatures and warming and moderating evening temperatures. Overstore deciduous trees can provide cooling effects during warm months while allowing maximum solar penetration during cooler seasons.

Don't Take My Sunshine Away: Right-to-Light and Solar Energy in the Twenty-First Century[20]

Part of the Introduction: This note will recount the history of property owners' right-to-light, analyze current solar energy statutes, examine right-to-light case law in the United States and study the effects that easements and the Fifth Amendment's "takings clause" and policepower have on solar energy use.

Protecting Solar Access[21]

Lit Review on Trees, Their Shading Factor and Urban Tree Planting

Calculation procedure of the shading factor under complex boundary conditions. Cascone, Y. Corrado, V., Serra, V., Calculation procedure of the shading factor under complex boundary conditions.' Solar Energy 85: 2524–2539, 2011

Abstract: The objective of this study is the development of a calculation procedure of the shading factor under complex boundary conditions. The algorithms have been implemented in a software tool written in MATLAB language. It can provide for the value of the shadingfactor on a generically oriented and tilted surface. After setting the site and the time for the simulation, generic-shaped windows canbe modeled. The external environment, which can be imported from DXF files, can include a horizon profile, generic-shaped obstructionsand vegetation. The calculation can be performed for every sky condition: clear, average or generic. In addition, the simulation canbe run to obtain instantaneous, daily average or monthly average shading factor values.

Effect of tree shades in urban planning in hot-arid climatic regions.^[22]

Abstract: The present study is carried out for dry hot climate places, where excessive solar heating is felt throughout the year. The effect of tree shadowing buildings is found to reduce heating loads; hence trees have a beneficial effect in energy economics. The emerging economic value of tree shadows in hot climate cities grants the development of an appropriate simulation numerical method to establish relative advantages on energy savings related to dwelling envelopes. The results demonstrate that large trees can provide up to 70% shade during spring and autumn, thus saving a very large amount of energy along the whole year. Hence, economic value of larger trees is greater than that of younger species.

The effect of urban leaf area on summertime urban surface kinetic temperatures: A Terre Haute case study. Hardin, P. J., Jensen, R. R., The effect of urban leaf area on summertime urban surface kinetic temperatures: A Terre Haute case study. Urban Forestry & Urban Greening 6: 63–72, 2007.

Abstract: The urban heat island effect (UHIE) has been documented in many temperate region cities. One cause of the UHIE is the eplacement of green spaces with impervious materials as urbanization commences and the city builds up and fills in. During the summer, elevated urban temperatures result in increased electricity usage, higher pollution levels, and greater resident discomfort. Through evapotranspiration and the interception of solar radiation, increasing urban tree canopy cover can help mitigate the UHIE. While this is universally accepted, the exact statistical relationship between urban leaf area (as measured by leaf area index, LAI) and urban temperatures has not been extensively studied. In a case study conducted in urban/suburban Terre Haute, Indiana, USA, simple linear regression was employed to quantify the relationship between in situ ceptometer LAI measurements and surface kinetic temperatures (SKTs) measured using thermal atellite imagery acquired at 1100 local time. For the 143 sample sites located in the study area, LAI accounted for 62% of the variation in surface temperature. For every unit increase in LAI, surface temperaturedecreased by 1.2 1C.

Effects of individual trees on the solar radiation climate of small buildings[23]

Abstract: Under clear skies, a mid-sized sugar maple tree (Acer saccharum Marsh.) reduced irradiance in its shade on a south-facing wall by about 80% when in leaf, and by nearly 40% when leafless. Reductions by a similar-sized London plane (Platanus acerifolia W.) were generally slightly smaller. The percentage reductions varied with the fraction (DR) of diffuse radiation, and could be approximated by regressions with DR' as the independent variable.

Energy savings from tree shade[24]

Abstract: Trees cast shade on homes and buildings, lowering the inside temperatures and thus reducing demand for power to cool these buildings during hot times of the year. Drawing from a large sample of residences in Auburn, Alabama, we develop a statistical model that produces specific estimates of the electricity savings generated by shade-producing trees in a suburban environment. This empirical model links residential energy consumption during peak summer (winter) months to average energy consumption during nonsummer/ non-winter months, behaviors of the occupants, and the extent, density, and timing of shade cast on the structures. Our estimates reveal that tree shade enerally is associated with reduced (increased) electricity consumption in the summertime (wintertime). In summertime, energy savings are maximized by having dense shade. In wintertime, energy consumption increases as shade percentage in the morning, when outdoor temperatures are at their lowest, increases.

The Effect of Gainesville's Urban Trees on Energy Use of Residential Buildings[25]

Part of the Paper: A city's trees reduce its energy use year round. In warm months trees shade buildings and provide evaporative ooling, and in cold months they block icy winter winds. Trees near a building tend to reduce air conditioning use in that building in the summer months. The same trees can either increase or decrease energy use in a building during the winter months depending where the trees are in relation to the building. Knowing the size of a given building and the sizes and positions of the trees near it will enable us to place an economic value on the trees based on how much they reduce or increase energy use in the building.

[The value of shade: Estimating the effect of urban trees on summertime electricity use^[26]]

Abstract: We estimated the effect of shade trees on the summertime electricity use of 460 single-family homes in Sacramento, California. Results show that trees on the west and south sides of a house reduce summertime electricity use, whereas trees on the north side of a house increase summertime electricity use. The current level of tree cover on the west and south sides of houses in our sample reduced summertime electricity use by 185 kWh (5.2%), whereas north-side trees increased electricity use by 55 kWh (1.5%). Results also show that a London plane tree, planted on the west side of a house, can reduce carbon emissions from summertime electricity use by an average of 31% over 100 years.

Peak power and cooling energy savings of high-albedo roofs. Hashem Akbari, Sarah Bretz, Dan M. Kurn, James Hanford, Peak power and cooling energy savings of high-albedo roofs, Energy and Buildings, Volume 25, Issue 2, 1997, Pages 117-126, ISSN 0378-7788, 10.1016/S0378-7788(96)01001-8.

Abstract: In the summers of 1991 and 1992, we monitored peak power and cooling energy savings from high-albedo coatings at one house and two school bungalows in Sacramento, California. We collected data on air-conditioning electricity use, indoor and outdoor temperatures andhumidities, roof and ceiling surface temperatures, inside and outside wall temperatures, insolation, and wind speed and direction. Applying ahigh-albedo coating to one house resulted in seasonal savings of 2.2 kWh/d (80% of base case use), and peak demand reductions of 0.6 kW. In the school bungalows, cooling energy was reduced 3.1 kWh/d (35% of base case use), and peak demand by 0.6 kW. The buildings were modeled with the DOE-2.1E program. The simulation results underestimate the cooling energy savings and peak power reductions by as much as twofold.

Shade trees reduce building energy use and CO2 emissions from power plants[27]

Abstract: Urban shade trees offer significant benefits in reducing building air-conditioning demand and improving urban air quality byreducing smog. The savings associated with these benefits vary by climate region and can be up to $200 per tree. The cost of planting trees and maintaining them can vary from $10 to $500 per tree. Tree-planting programs can be designed to have lower costs so that they offer potential savings to communities that plant trees. Our calculations suggest that urban trees play a major role in sequestering CO2 and thereby delay global warming. We estimate that a tree planted in Los Angeles avoids the combustion of 18 kg of carbon annually, even though it sequesters only 4.5–11 kg (as it would if growing in a forest). In this sense, one shade tree in Los Angeles is equivalent to three to five forest trees. In a recent analysis for Baton Rouge, Sacramento, and Salt Lake City, we estimated that planting an average of four shade trees per house (each with a top view cross section of 50 m2) would lead to an annual reduction in carbon emissions from power plants of 16,000, 41,000, and 9000 t, respectively (the per-tree reduction in carbon emissions is about 10–11 kg per year). These reductions only account for the direct reduction in the net cooling- and heating-energy use of buildings. Once the impact of the community cooling is included, these savings are increased by at least 25%.

Building cluster and shading in urban canyon for hot dry climate Part 1: Air and surface temperature measurements. Bourbia, F. Awbi, H.B. 2004. Building cluster and shading in urban canyon for hot dry climate Part 2: Shading simulations. Renewable Energy 29: 291–301.

Abstract: Under low latitude conditions, minimization of solar radiation within the urban environment may often be a desirable criterion in urban design. The dominance of the direct component of the global solar irradiance under clear high sun conditions requires that the street solar access must be small. It is well known that the size and proportion of open spaces has a great influence on the urban microclimate.

Effect of adjacent shading on the thermal performance of residential buildings in a subtropical region^[28]

Abstract: There are various architectural features of a residential building that can influence its indoor climate and electricity consumption, such as thermal insulation, window size, glazing material, albedo of building façade and orientation. In addition to these architectural features, shading effects (either by external objects or by the building itself) can also affect the thermal performance of a building. External shading effects are mainly caused by nearby trees or buildings, while shading effect imposed by the building itself usuallydepends on the layout design of the building, i.e. building shape and layout arrangement of the flats on each floor. Some flats in a building may receive a shading effect from adjacent flats located in the same building block. When architects or building designers conduct the layout design of a building, a number of factors such as building regulations, site limitations, scenic view, noise control, natural ventilation anddaylight utilization will be considered. The thermal performance of a building is one of the major issues that should be taken into account. The objective of this study is to assess the thermal performance of residential buildings under the effect of adjacent shading in subtropical Hong Kong. A literature survey was carried out to identify typical layout designs of residential buildings from the past two decades. Buildingenergy simulations were conducted for residential building blocks with different layout designs. It is found that adjacent shading effect has a substantial impact on the thermal performance of residential buildings. The findings are reported in this paper.

Impact of shading air-cooled condensers on the efficiency of air-conditioning systems^[29]

Abstract: Shading is a technique used to reduce the cooling demand in buildings and save energy. This paper investigates the possibility of reducing the electrical demand and saving energy by shading the condensers of air-conditioning (A/C) equipment. A limiting analysis compares the performance of several A/C systems with ideal shade to those with ideal solar heat gain. The comparison is based on a theoretical model and data from equipment catalogs. The results show that the theoretical increase in the coefficient of performance (COP) due to shading is within 2.5%. Furthermore, this small improvement in ideal efficiency decreases at higher ambient temperatures, when enhancements to efficiency are more needed. A sensitivity analysis shows that the small COP enhancement is not significantly affected by assumed variables.The actual efficiency improvement due to shading is not expected to exceed 1%, and the daily energy savings will be lower. The findings indicate that condenser shading alone, without evapo-transpiration, is not an effective measure to improve efficiency or save energy.

[http://www.arct.cam.ac.uk/PLEA/ConferenceResources/PLEA2004/Proceedings/p0606final.pdf The thermal effects of city greens on surroundingsunder the tropical climate^[30]]

Abstract: In Singapore, rapid population influx has led to demands for converting natural areas to pubic housing. The heat island in Singapore city has been documented. However, less attention has been placed on the cooling effect of city’s green areas. To address this issue, temperature and humidity measurements were made in two big city green areas. One is the city’s natural reserve - Bukit Batok Nature Park (36 ha) and the other is a neighbourhood park - Clementi Woods (12 ha). The measurements were conducted at both vegetated areas and their surroundings. The results indicated the cooling effects of city greens are remarkable not only on vegetated areas but surrounding built environments. To further explore the role of the green area on moderating the microclimate, two simulation programmes, TAS and Envi-met, were employed respectively for the two parks. The aims are to explore the patterns of energy consumptions of a typical commercial building near to Bukit Batok Nature Park and different thermal conditions with and without Clementi Woods.

Performance evaluation of green roof and shading for thermal protection of buildings^[31]

Abstract: The present paper describes a mathematical model for evaluating cooling potential of green roof and solar thermal shading in buildings. A control volume approach based on finite difference methods is used to analyze the components of green roof, viz. green canopy, soil and support layer. Further, these individual decoupled models are integrated using Newton’s iterative algorithm until the convergence for continuity of interface state variables is achieved. The green roof model is incorporated in the building simulation code using fast Fourier transform (FFT) techniques in Matlab. The model is validated against the experimental data from a similar green roof-top garden in Yamuna Nagar (India), and is then used to predict variations in canopy air temperature, entering heat flux through roof and indoor air temperature. The model is found to be very accurate in predicting green canopy-air temperature and indoor-air temperature variations (error range 73.3%, 76.1%, respectively). These results are further used to study thermal performance of green roof combined with solar shading. Cooling potential of green roof is found adequate (3.02kWh per day for LAI of 4.5) to maintain an average room air temperature of 25.7 1C. The present model can be easily coupled to different greenhouse and building simulation codes.

An experimental investigation of the effect of shading with plants for solar control of buildings^[32]

Abstract: An experimental investigation was carried out to analyze the effect of using trees for solar control of buildings by shading. Several physical parameters were measured in two areas, on the same facade, of a building at the Agricultural University of Athens; high trees shaded one area, while the other was clear from any shadow. Comparisons were made for a hot summer period between the physical parameters measured in the shaded and the unshaded areas regarding the air and wall surface temperature, the heat exchanges between the wall surface and the surrounding environment, the wind speed and the humidity of the air. The results showed that plants constitute an excellent passive system for solar control of buildings offering significant advantages over conventional artificial sunscreens.

Tree structure influences on rooftop-received solar radiation^[33]

Abstract: The influence of trees on the solar radiation intercepted by buildings is an important aspect in understandingthe complex inter-relations between urban form and environmental conditions. In this paper we describe the application of laser remote sensing technologies to examine the structural properties of the urban surface and present methods to quantify the diurnal and seasonal impact of trees on solar radiation in these areas. LiDAR (light detection and ranging) data provides the three dimensional information required to populate geographic information system-based radiation models, which are produced at hourly intervals for the summer and winter solstice and equinox in a midlatitude North American city. Structural information for buildings and trees are extracted for individual lots and related to direct and diffuse radiation for urban residential dwellings. Results indicate that trees on average reduce 38% of the total solar radiation received by residential building rooftops. Additionally, strong correlations were found between measures of tree structure (average height, tree height variability, and normalized tree volume) and intercepted direct radiation in the summer, while the relationships with diffuse radiation were consistent throughout the year. Finally, an examination of the hourly relation between tree structural attributes and rooftop radiation estimates demonstrates substantial variation not apparent in the assessment of daily averages. Discussion of this research explains the application of LiDAR data to automate urban vegetation analysis and to inform planners of the cumulative impacts of trees on energy management initiatives in cities.

Energy saving by proper tree plantation^[34]

Abstract: A model is presented to predict the e}ect of trees as passive cooling options on buildings[ A computer program is written to calculate hourly cooling load requirements by the numerical solution of the energy balance equation for the building[ This simulation is validated by comparison with _eld data taken from an actual house in Shiraz\ Iran[ A guideline is presented for optimum tree plantation concerning energy saving[ Results indicate that for the house under study "of popular size in Shiraz# cooling loads may be reduced by 10-40% by appropriate tree plantation.

Simulation of Tree Shade Impacts on Residential Energy Use for Space Conditioning In Sacramento[35]

Abstract: Tree shade reduces summer air conditioning demand and increases winter heating load by intercepting solar energy that would otherwise heat the shaded structure. We evaluate the magnitude of these effects here for 254 residential properties participating in a utility sponsored tree planting program in Sacramento, California. Tree and building characteristics and typical weather data are used to model hourly shading and energy used for space conditioning for each building for a period of one year. There were an average of 3.1 program trees per property which reduced annual and peak (8 h average from 1 to 9 p.m. Pacific Daylight Time) cooling energy use 153 kWh (7.1%) and 0.08 kW (2.3 %) per tree, respectively. Annual heating load increased 0.85 GJ (0.80 MBtu, 1.9%) per tree. Changes in cooling load were smaller, but percentage changes larger, for newer buildings. Averaged over all homes, annual cooling savings of $15.25 per tree were reduced by a heating penalty of $5.25 per tree, for net savings of $10.00 per tree from shade. We estimate an annual cooling penalty of $2.80 per tree and heating savings of $6.80 per tree from reduced wind speed, for a net savings of $4.00 per tree, and total annual savings of $14.00 per tree ($43.00 per property). Results are found to be consistent with previous simulations and the limited measurements available.

Improved estimates of tree-shade effects on residential energy use[36]

Abstract: Tree-shade alters building cooling and heating loads by reducing incident solar radiation. Estimates of the magnitude of this efffect, and how it is influenced by urban forest structure (e.g. tree size and location), are difficult due to the complexity inherent in tree-sun-building interactions. The objective of this paper is to present a simplified method for making these estimates appropriate for neighborhood and larger scales. The method uses tabulated energy use changes for a range of tree types (e.g. size, shape) and locations around buildings (lookup tables), combined with frequency of occurrance of trees at those locations. The results are average change in energy use for each tree type that are not explicitly dependent on tree location. The method was tested by comparison to detailed simulations of 178 residences and their associated trees in Sacramento, California. Energy use changes calculated using lookup tables matched those from detailed simulations within ± 10%. The method lends itself to practical evaluation of these shading effects at neighborhood or larger scales, which is important for regional assessments of tree effects on energy use, and for development of tree selection and siting recommendations for proposed conserving planting programs.

Tree structure influences on rooftop-received solar radiation^[37]

Abstract: The influence of trees on the solar radiation intercepted by buildings is an important aspect in understandingthe complex inter-relations between urban form and environmental conditions. In this paper we describe the application of laser remote sensing technologies to examine the structural properties of the urban surface and present methods to quantify the diurnal and seasonal impact of trees on solar radiation in these areas. LiDAR (light detection and ranging) data provides the three dimensional information required to populate geographic information system-based radiation models, which are produced at hourly intervals for the summer and winter solstice and equinox in a midlatitude North American city. Structural information for buildings and trees are extracted for individual lots and related to direct and diffuse radiation for urban residential dwellings. Results indicate that trees on average reduce 38% of the total solar radiation received by residential building rooftops. Additionally, strong correlations were found between measures of tree structure (average height, tree height variability, and normalized tree volume) and intercepted direct radiation in the summer, while the relationships with diffuse radiation were consistent throughout the year. Finally, an examination of the hourly relation between tree structural attributes and rooftop radiation estimates demonstrates substantial variation not apparent in the assessment of daily averages. Discussion of this research explains the application of LiDAR data to automate urban vegetation analysis and to inform planners of the cumulative impacts of trees on energy management initiatives in cities.

Effect of crown shape and tree distribution on the spatial distribution of shade[38]

Abstract: A method for calculating the light extinction probability caused by a forest canopy is presented. With the calculation procedure, it is possible to examine the effect of crown shape, stand density and spatial distribution of trees on the spatial distribution of light extinction probability or on the total shaded area caused by the canopy. At low sun elevations, the momentary projection area of a single crown is greater the more vertically extended the crown is, if the crown volume is held constant. When a longer time period is concerned, the area where the average extinction probability exceeds some arbitrary value is greatest for umbrella-like, horizontally extended crowns. The same is true for a single tree and for a forest stand. When the stand density is low or the tree crown is narrow, the spatial distribution of trees has only a small effect on the amount of shaping; the total amount of shading in random distribution is almost the same as in systematic distribution. In a stand where the total horizontal projection area of crown cones is high, the spatial distribution of trees should be systematic for effective light interception.

[http://web.archive.org/web/20111006070808/http://firelandsec.com/documents/tree_growth_study.pdf Tree Growth Study^[39]

Solar Panels, Solar Siting

The strategic siting and the roofing area requirements of building integrated photovoltaic solar energy generators in urban areas in Brazil^[40]

Abstract: Building-integrated photovoltaic (BIPV) generators are typically small and distributed solar power plants that occupy virtually no space because they are part of the building envelope, and they generate power at point of use. A more widespread use of grid-connected photovoltaics (PV) is hindered by a number of reasons which include the declining, but still high costs of the photogenerated kilowatt hour, and the lack of knowledge about the benefits of distributed generation with PV in the urban environment. When strategically sited, PV generators integrated to building fac¸ades and rooftops in urban areas at limited penetration levels can benefit local feeders with these distributed ‘‘negative loads’’. A number of studies have been published, with learning curves demonstrating the cost-reduction potential of large-scale PV production, and in some markets the cost of PV electricity is approaching residential tariffs, the so-called grid parity. Due to the intermittent nature of the solar radiation resource, PVis considered non-despatchable power, but under some conditions, in sunny urban areas with electricity load curves dominated by airconditioning loads, there is a high correlation between PV generation and feeder loads. In these situations, a considerable fraction of a given PV generator can be considered despatchable power. In this work we assess the potential of building-integrated, grid-connected PV generation in the state capital Floriano´polis, in South Brazil. The deployment of six different commercially available PV technologies is compared with total roof area availability, solar generation profiles, and local feeder load curves for a selected number of urban areas in the city. Our results demonstrate the advantages of strategically siting PV generators in the urban environment.

Siting of Active Solar Collectors and Photovoltaic Modules[41]

Abstract: To install a solar energy system properly, it is important to understand the siting and tilt requirements for solar collectors. This is true for all types of solar collectors, whether they are flat plate collectors for heating water, or photovoltaic modules for generating electricity. The flat plate collectors or photovoltaic modules must be oriented and tilted to obtain maximum solar radiation and to avoid unwanted shading. Evaluating these factors at the outset is essential to determine if your proposed site is suitable forcollecting solar energy and to ensure that your system operates efficiently.

Guide to Installing a Solar Electric System[42]

Abstract: This guide is designed to provide Seattle City Light customers with information on grid-connected solar electric systems. It provides background on solar electric systems, the components required, and outlines the steps to take if you want to install and interconnect a system to the utility grid.

City of Santa Barbara, SOLAR ACCESS HEIGHT LIMITATIONS[43]

Part of the Paper: Use the following steps to determine whether your structure complies with the Solar Access Ordinance (SBMC Chapter 28.11). This ordinance only applies in residential zones. The purpose of the Solar Access Ordinance is to ensure that your building does not cast a significant shadow on your neighbor's building. This is determined by projecting a shadow that your building would cast on December 21, the day when the sun is lowest in the sky, and your building casts its longest shadow.

Most Updated List of Trees in Midwest, USA

Relevant Books

• Trees of Michigan^[44]
• Forest Trees of Illinois^[45]
• Native Trees of the Midwest^[46]

Relevant Web Pages

Urban Forest Ecosystem Institute (UFEI)

Heliodon Model

Heliodon™ version 2.7-02, Heliodon Software

References