This paper presents a comprehensive analysis of the social and environmental determinants of solar photovoltaic (PV) deployment rates in Colorado, USA. Using 652,795 satellite imagery and computer vision frameworks based on a convolutional neural network, we estimated the proportion of households with solar PV systems and the roof areas covered by solar panels. At the census block group level, 7% of Coloradan households have a rooftop PV system, and 2.5% of roof areas in Colorado are covered by solar panels as of 2021. Our machine learning models predict solar PV deployment based on 43 natural and social characteristics of neighborhoods. Using four algorithms (Random Forest, CATBoost, LightGBM, XGBoost), we find that the share of Democratic party votes, hail risks, strong wind risks, median home value, and solar PV permitting timelines are the most important predictors of solar PV count per household. In addition to the size of the houses, PV-to-roof area ratio is highly dependent on solar PV permitting timelines, proportion of renters and multifamily housing, and winter weather risks. We also find racial and ethnic disparities in rooftop solar deployment. The average marginal effects of median household income on solar deployment are lower in communities with a greater proportion of African American and Hispanic residents and are higher in communities with a greater proportion of White and Asian residents. In the ongoing energy transition, knowing the key predictors of solar deployment can better inform business and policy decision making for more efficient and equitable grid infrastructure investment and distributed energy resource management.


翻译:本文全面分析了美国科罗拉多州太阳能光电(PV)部署率的社会和环境决定因素。我们利用基于革命性神经网络的652,795个卫星图像和计算机视觉框架,估算了拥有太阳能光电系统的家庭比例和太阳能电池板覆盖的屋顶面积。在人口普查区块一级,有7%的哥拉丹家庭拥有屋顶光电系统,科罗拉多州2.5%的屋顶面积由太阳能电池板覆盖到2021年。我们的机器学习模型预测了太阳能光电(PV)部署率,其依据是社区43个自然和社会特点。我们利用四种算法(兰多姆森林、CATBoost、LightGBM、XGBoost),我们发现民主党投票、拉拉风风险、强风风险、中位家庭价值和太阳能光电光能电池板允许时间表的比例是每个家庭太阳能光电计数的最重要预测因素。除了房屋面积以外,光电路对区域比还高度依赖太阳能光光电能允许时间、租房和多户住房的比例以及冬季天气风险。我们还发现,四个算算算算的种族和种族和族裔在太阳能政策部署中,亚洲居民平均比例的能源部署比例比值比、亚洲主要能源管理中,亚洲居民比例比比比、亚洲更低比例的汇率和稳定的能源比比。在太阳能部署中,可以更低的汇率管理比比。

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