[发明专利]一种建筑物光伏潜力分析可用面积计算方法

说明书

本发明涉及一种建筑物光伏潜力分析可用面积计算方法，包括如下步骤：步骤1、利用多元时空信息得到建筑物矢量信息，根据建筑物矢量信息几何特征计算出建筑物屋顶面积、侧立面面积和高度信息，写入建筑物矢量信息属性；步骤2、根据建筑物矢量信息、高度信息和太阳辐射参数计算建筑物之间被阴影遮挡表面积，进而从总表面积中减去被阴影遮挡表面积，得到建筑物屋顶可用区域面积和侧立面可用区域面积；步骤3、使用固定安装式的光伏设备，计算建筑物屋顶安装光伏设备的最佳倾角和最佳安装间距，并考虑屋顶被阴影遮挡面积，得到建筑物屋顶安装光伏设备的装机容量和光伏潜力。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是一种建筑物光伏潜力分析可用面积计算方法。

背景技术

公告号为CN102163341B的中国专利文献公开了一种通过阴影分析建立太阳能电站模型的方法，包括以下步骤：地形数据、障碍物数据以及太阳能组件数据的采集；阴影分布图的绘制；太阳能电站初始模型的建立；模型建立后的阴影分析计算。该发明主要适用于基于地平面的光伏电站设计，采用光伏阵列间距的的经验性公式计算阴影长度，并未考虑光伏阵列间距的优化。

公开号为CN103559738A的中国专利文献公开了一种山地光伏电站布置方法，包括以下步骤：应用Google地球软件和ArcGIS软件完成坡地建模，生成TIN地形图；通过日照分析软件对该山地区域的TIN地形图进行模拟计算；充分依托山地走势，沿山体布置光伏阵列，减少了支架用钢量以及占地面积；通过日照分析软件对该山地区域的TIN地形图进行阴影轮廓多边形分析，确定出阵列的定位点。该发明虽然是一种山地光伏电站的布置方法，但是在光伏设备铺设过程中所采用的采样阴影长度计算公式也未考虑优化光伏阵列的间距。

公开号为CN104281741A的中国专利文献公开了一种光伏组件倾角和阵列间距交叉反馈多因素综合计算方法，包括以下步骤：组件倾角初算；阵列间距初算；阵列间距优化；组件倾角优化等四个步骤。该发明虽然提出了一种以追求发电效益最大化为目标，合理确定组件倾角和阵列间距的综合计算方法，但是在此过程中，尚未考虑固定场地受限情况下，屋顶式光伏设备的铺设。

公开号为CN105760590A的中国专利文献公开了一种基于阴影辐射分析的屋顶式光伏阵列间距优化方法，利用太阳的时角和赤纬求出一个经纬度坐标所在地区的实时太阳高度角和太阳方位角，根据经验公式求出光伏阵列的安装间距，进而计算出单位电能的静态投资，然后根据该地区屋顶的阴影辐射分析等因素按照一定步长调整光伏阵列的安装间距，算出单位电能的静态投资达到最小的光伏间距，即为所求。该发明虽然在计算发电效益的同时考虑了阴影对建筑物屋顶造成的遮挡，但是并未考虑阴影对建筑物侧立面的遮挡，忽视了建筑物侧立面安装光伏设备的可能性，并且并未对平屋顶和坡屋顶等不同屋顶类型对光伏设备安装策略的影响。

公开号为CN114266984A的中国专利文献公开了一种利用高分辨遥感影像计算建筑物屋顶光伏可改造区减碳量方法。该专利利用DeepLab神经网络从高分二号遥感影像中提取出建筑物屋顶轮廓，并对屋顶类型进行分类，计算屋顶光伏可利用面积，最终计算屋顶光伏装机容量和减碳量。但是，该专利忽视了建筑物侧立面的光伏可利用面积，并且该专利仅根据基于经验的修正系数计算得到屋顶光伏可利用面积，虽然这些系数考虑了屋顶的用途和类型，但并不能精确计算真实环境中周边建筑阴影遮挡对具体屋顶的光伏可利用面积的影响。此外，在计算光伏装机容量的步骤中，该专利仅假设屋顶光伏设备的最佳安装倾角是已知的，未考虑最佳安装倾角会受到当地太阳辐射参数的影响和限制，也未说明最佳安装倾角的计算方法。

公开号为CN113221355A的中国专利文献公开了一种复杂建筑物不规则屋顶光伏板排布方法。该专利针对形状复杂的建筑物屋顶，首先建立建筑物的三维模型，使用干涉处理模块计算出建筑物表面阴影，然后对不受阴影影响的屋顶部分进行分割和排布，以期达到安装最多光伏阵列的目标。但是，该专利建立三维模型与干涉处理计算复杂度高、数据采集与计算流程耗时长，仅适用于面向园区级小范围场景的精细化应用，难以用于本发明针对的省域级大范围光伏潜力分析应用场景。