[发明专利]光伏农业大棚太阳辐照度分析方法

说明书

一种光伏农业大棚太阳辐照度分析方法，包括如下步骤：S1，对光伏农业大棚进行三维建模，并设置透光率和反射率，获得空间特征；S3，根据光伏农业大棚空间特征和当地太阳轨迹进行建模，获得太阳直接辐射特征；S5，对光伏农业大棚的阴影区域进行计算和模拟，获得阴影特征；S7，将所述太阳直接辐射特征和所述阴影特征相结合，找出所述种植区域随时间变化的太阳辐照分布规律，并根据所述太阳辐照分布规律对种植区域的种植结构进行优化布局。本发明提供的光伏农业大棚太阳辐照度分析方法将日照和阴影的变化视为连续的过程来模拟，并充分考虑种植区域的需求进行应用，可以有效提高在处理散射辐射以及遮挡物和地面的反射辐射方面的分析能力。

技术领域

本发明涉及设施农业领域，尤其涉及一种光伏农业大棚太阳辐照度分析方法。

背景技术

目前，对光伏农业大棚内种植区的太阳辐照度进行分析时，主要有日照图标、棒影图、冬至日正午太阳高度角以及建筑阴影等方法。这些方法的主要特点包括：通过利用CAD类型程序来产生农业大棚空间布局，然后利用该空间布局对大棚内的种植区域所吸收的太阳直接辐辐照度进行估算；与此同时，根据光伏组件的排布情况生成遮挡轮廓线，对于阴影遮挡部分的种植区域进行动态估算。这些分析方法，没有考虑散射辐射、遮挡物和地面的反射辐射，无法满足对种植区域太阳总辐照的精确估算要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种光伏农业大棚太阳辐照度分析方法，可以精确估算种植区域的太阳总辐照。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是，包括如下步骤：

S1，对光伏农业大棚进行三维建模，并设置透光率和反射率，获得空间特征；

S3，根据光伏农业大棚空间特征和当地太阳轨迹进行建模，获得太阳直接辐射特征；

S5，对光伏农业大棚的阴影区域进行计算和模拟，获得阴影特征；

S7，将所述太阳直接辐射特征和所述阴影特征相结合，找出所述种植区域随时间变化的太阳辐照分布规律，并根据所述太阳辐照分布规律对种植区域的种植结构进行优化布局。

进一步地，步骤S3中，分析太阳直接辐射在受到光伏组件遮挡后的模拟与分布，获得所述太阳辐射特征。

进一步地，步骤S3中，对光伏农业大棚空间进行太阳辐射分析包括辐射差异性分析和强光伤害区分析。

进一步地，步骤S3中，将光伏农业大棚中的种植区地表矢量数据转化为一个连续的栅格面，以所述光伏组件的高度信息作为栅格数据的Value值，利用ARCGIS9.3中的SolarRadiation模块对种植区域的太阳辐射分布进行计算模拟。

进一步地，步骤S5中，对所述种植区域的阴影区域进行计算和模拟包括阴影遮挡分析、阴影变化分析和阴影范围分析。

进一步地，步骤S5中，在进行阴影范围分析时，将时间划分为微分单元，假定在单位时间内阴影不变，再根据遮挡条件和太阳辐射来进行积分，累计计算出阴影的遮挡时间。

相对于现有技术，本发明提供的光伏农业大棚太阳辐照度分析方法将日照和阴影的变化视为连续的过程来模拟，并充分考虑种植区域的需求进行应用，可以有效提高在处理散射辐射以及遮挡物和地面的反射辐射方面的分析能力。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的光伏农业大棚太阳辐照度分析方法的流程图；

图2为图1所示光伏农业大棚太阳辐照度分析方法的原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。