[發明專利]一種民居坡屋面光伏陣列的設計方法及系統

在審

• 申請號: 201711063693.9
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107918700A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 杜亮;王鵬程;李俊兵;張偉偉
• 申請（專利權）人: 杭州淘頂網絡科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州五洲普華專利代理事務所(特殊普通合伙)33260
• 代理人: 張瑜

1.一種民居坡屋面光伏陣列的設計方法，其特征在于采用如下步驟：

步驟1）構建模型：

1-1）縮放繪制：根據屋頂的基礎形狀，勘測屋頂的實際長、寬、高參數，之后計算縮放比例s =l₁/L₁；其中l₁為建模屋頂的縮放長度，L₁為勘測屋頂的實際長度；再通過屋頂的實際寬度W和實際高度H，由縮放比例s，通過w=s×W及h=s×H分別計算出建模屋頂的縮放寬度w和縮放高度h₁；并以光伏組件實際間距D₁計算出縮放間距d₁，d₁=s×D₁；通過上述方法縮放繪制，構建得出屋頂最大基礎形狀；

1-2）光伏組件排布設計：

根據屋頂實際情況歸類分為矩形、三角形、梯形及多邊形；

矩形屋頂：矩形起點邊界值為該矩形左下角坐標加上組件縮放間距，再循環累加，每次加上組件縮放寬度和縮放間距，在累加到大于或等于矩形縮放寬度時跳出循環，并且當組件起始點大于等于矩形高度減去組件間距時說明超出屋頂高度，并將每次累加獲得的新坐標記錄到數組對象中跳出循環；

三角形屋頂：截取屋頂底邊線長度一半的值除以三角形屋頂高度，以三角形屋頂高度減去組件高度加組件間距，得出當前行排放組件起始坐標為= 縮放高度* (屋頂底邊線長度/三角形屋頂高度)，同理得出終點坐標獲取當前行擺放組件最大寬度；以此循環累加組件寬度和組件間距，并將每次組件坐標值記錄在數組對象中，當大于等于當前行最大寬度時跳出循環；

梯形及多邊形可將其拆分為矩形和三角形用上述方法混合計算出組件排放坐標并記錄在數組對象中；

通過上述方法設計組件排布，繪制計算出組件在該屋頂單排排布的最大數值，并計算出每塊組件在畫布上的像素坐標值，繪制出屋頂能夠排布組件的最大數值；

步驟2）平屋頂組件排布陰影間距計算：

確定各參數，通過式（Ⅰ），得出太陽高度角α

（Ⅰ）

式中，φ為當地緯度；δ為太陽赤緯角；ω為時角；

通過式（Ⅱ），得出計算太陽方位角β

（Ⅱ）；

通過式（Ⅲ），得出陣列垂直高度h

（Ⅲ）；

式中，θ為組件傾角；l為前排光伏組件斜面長度；

通過式（Ⅳ），得出陣列陰影長度 L

（Ⅳ）；

通過式（Ⅴ），得出前后排陣列的間距d

（Ⅴ）；

通過式（Ⅵ），得出中心間距D

（Ⅵ）；

步驟3）根據步驟1）得出屋頂組件設計，再根據步驟2）計算數據添加每列的陰影間距，得出每列組件在繪圖上坐標位置；選擇障礙物形狀后，輸入障礙物在屋頂距屋頂左邊和下方的距離會根據步驟1）所計算得出的縮放比例得出障礙物在畫布上的像素坐標點繪制出障礙物；

步驟4）對障礙物和屋頂裁剪部分進行尺寸標注；將障礙物覆蓋的組件進行刪除；生成設計圖，完成組件排布方式的建模設計。

2.一種民居坡屋面光伏陣列的設計系統，其特征在于：包括信息輸入模塊，計算及設計模塊，繪圖模塊，顯示模塊，其中所述信息輸入模塊包括一移動式用戶端，能夠由用戶輸入勘測得到的屋頂信息長、寬、高，通過數據傳輸，將信息傳輸至計算及設計模塊，由計算及設計模塊完成屋頂最大基礎形狀；所述信息輸入模塊還包括一后臺信息輸入模塊，工作人員通過后臺信息輸入模塊選擇組件排布方式，即單排橫置或單排豎置，數據匯總后傳輸至計算及設計模塊，計算并設計最佳方案，完成后由繪圖模塊進行繪制設計圖，最終由顯示模塊以圖表形式顯示設計結果。