[發明專利]一種基于建筑信息模型的光伏設備自動鋪設方法

有效

• 申請號: 201510381777.1
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN105022867B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 桂寧;董彥松;潘博
• 申請（專利權）人: 北京國電通網絡技術有限公司;浙江理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/04;G06Q50/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及光伏技術領域，具體涉及一種基于建筑信息模型的光伏設備自動鋪設方法。

背景技術

為降低建筑的能耗，促進光伏新能源的就地使用，研發人員提出了光伏建筑一體化的思路。通過將建筑與光伏相結合，使建筑從過去單純的用電體變成發用電綜合體。光伏與建筑的集成不僅減少了土地資源的浪費，還能就地發電，就地用電，大大提高了光伏發電的利用效率。

BIM是Building Information Modeling的縮寫，中文一般譯為建筑信息模型，以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，建立建筑信息模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。自2002年以來，國際建筑行業興起了圍繞BIM為核心的建筑信息化應用，BIM已經成為了建筑行業的標準。BIM技術在太陽能光伏建筑設計上的運用，可以有效地解決太陽能光伏建筑一體化協同設計的問題與矛盾。建筑信息模型可以融合光伏設備數據、幾何屬性、太陽模型等信息。通過對太陽軌跡建模，使得準確的陰影分析和輻射分析成為可能；通過設備幾何屬性，位置信息可以進行光伏設備的陰影和輻射量分析，進行發電量估算等。數字化的建模使得使建筑師與光伏設計專業技術人員可以進行高效地協同設計。

然而，建筑的表面形式復雜，有平面、垂面、斜面等不同的光伏鋪設面，以及光伏設備之間的間距計算嚴重依賴光伏鋪設表面的特征，造成光伏在建筑上的鋪設復雜。

特別是，在現有的BIM模型中，系統通常對于所有的元件用統一的XYZ三維笛卡爾坐標系來進行描述。然而，在光伏設備的鋪設過程中如僅僅根據項目坐標系XYZ很難直接判斷該光伏設備當前位置是否位于待鋪設區域邊界內，也很難計算面上光伏設備間相對的間距。這使得目前的光伏設備在BIM模型中的鋪設基本上采用手動完成，工作量大，計算復雜，也很難充分考慮光伏設備之間的陰影遮擋等因素。

公開號為CN 103440526 A的發明，公開了一種基于建筑信息模型的發電預測方法，包括如下步驟：收集建筑結構信息和建筑環境信息，按類別整理后建立建筑信息模型；根據待匹配建筑對應的功能，從建立的建筑信息模型中選擇對應的光伏應用形式；根據光伏應用形式調用建立的光伏構件模型，調整相應的光伏構件參數，將光伏構件逐件在建立的建筑信息模型上進行配準，矢量化獲取待匹配建筑對應的輻射分析模型；根據所述輻射分析模型，結合所述光伏構件模型中獲取的組件信息，計算所述待匹配建筑上所配置的光伏構件典型氣候下受到的逐時太陽輻射量；根據所述待匹配建筑上所配置的光伏構件受到的逐時太陽輻射量，結合所述光伏構建模型存儲的光伏組件信息，將待匹配建筑中各光伏構件的逐時輻射量轉換為實際產生的逐時電量，預測待匹配建筑的發電分布。

上述發明，雖然基于建筑信息模型進行預測，但是需要將光伏構建逐件進行配準，無法實現光伏設備的自動鋪設，工作量大，計算復雜。

公開號為CN 102163341B的中國專利文獻公開了一種通過陰影分析建立太陽能電站模型的方法，包括以下步驟：地形數據、障礙物數據以及太陽能組件數據的采集；陰影分布圖的繪制；太陽能電站初始模型的建立；模型建立后的陰影分析計算。該發明主要適用于基于地平面的光伏電站設計，無法適用于包括水平面、垂直平面、曲面等表面情況復雜的光伏建筑設計。

公開號為CN 103559738A的中國專利文獻公開了一種山地光伏電站布置方法，包括以下步驟：應用Google地球軟件和ArcGIS軟件完成坡地建模，生成TIN地形圖；通過日照分析軟件對該山地區域的TIN地形圖進行模擬計算；充分依托山地走勢，沿山體布置光伏陣列，減少了支架用鋼量以及占地面積；通過日照分析軟件對該山地區域的TIN地形圖進行陰影輪廓分析，確定出陣列的定位點。該發明雖然是一種山地光伏電站的布置方法，但是在光伏設備的如何在山地表面自動部署方面，并沒有提出相應的解決方案。

因此，仍需要開發更加簡單便捷的鋪設方法。

發明內容

本發明提供一種基于建筑信息模型的光伏設備自動鋪設方法。該方法使得對待鋪設區域的邊界判定極大簡化；實現了光伏設備的自動鋪設計算簡單、工作量小；使光伏設備在太陽能轉換效率最大化的同時，節省空間。同時可以提高光伏系統設計效率和準確度，設計結果更加直觀準確。

本發明的技術方案如下：

一種基于建筑信息模型的光伏設備自動鋪設方法，

依次包括以下步驟：

(1)建立建筑信息模型，獲取所述建筑信息模型的屬性；

(2)選擇光伏設備，獲取所述光伏設備的屬性；