[發(fā)明專利]一種計(jì)算光伏組件的能量區(qū)間的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910334288.9
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110083928A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雪梅;黃猛;劉霞;李勇;趙志剛;王如竹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開(kāi)了一種計(jì)算光伏組件的能量區(qū)間的方法，其特征在于，結(jié)合待安裝的光伏組件的當(dāng)?shù)鼐暥?，將所有擬應(yīng)用的安裝角依次代入計(jì)算模型，判斷所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果是否不小于給定的能量區(qū)間百分比，并將滿足判斷條件的所述安裝角計(jì)入能量區(qū)間。本發(fā)明還進(jìn)一步提出了理想能量區(qū)間模型、改進(jìn)能量區(qū)間模型和單參數(shù)能量區(qū)間模型三種具體模型，以應(yīng)對(duì)于已知條件或要求不同的各地區(qū)情況。本發(fā)明提出的光伏組件能量區(qū)間的方法，涉及變量少，簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確性高，不需要使用當(dāng)?shù)氐膶?shí)際輻射量作為輸入，省去了長(zhǎng)時(shí)間的輻射數(shù)據(jù)測(cè)量、復(fù)雜的公式分析和編程模擬，對(duì)光伏組件安裝的快速設(shè)計(jì)或者驗(yàn)收有極大的實(shí)踐意義，尤其適用于氣象資料缺乏的地區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏組件安裝領(lǐng)域，尤其涉及一種計(jì)算光伏組件的能量區(qū)間的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)能源的大量消耗產(chǎn)生了全球性的能源危機(jī)和環(huán)境污染，使得近年來(lái)可再生能源受到人們的持續(xù)關(guān)注、研究和應(yīng)用。其中，光伏技術(shù)正逐漸成為越來(lái)越重要的電力供應(yīng)技術(shù)。在2017年，全球光伏總裝機(jī)容量增加了近三分之一，達(dá)到402GW，這一年的新增光伏容量超過(guò)了新增化石能源發(fā)電和核能發(fā)電的總和。

固定式光伏組件傾斜面接收到的輻射量與多種因素相關(guān)，如當(dāng)?shù)貧夂?、安裝角、陰影和地面反射率。為了獲取最大的年總光伏發(fā)電量，安裝角是其中的一個(gè)十分重要的優(yōu)化因素。研究者和設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為，全年的最佳傾斜角大約等于當(dāng)?shù)鼐暥戎?，最佳方位角?yīng)大致朝向赤道方向(北半球朝南，南半球朝北)。但是在實(shí)際工程應(yīng)用中，為了利用現(xiàn)有建筑的支撐系統(tǒng)，或者為了滿足建筑朝向一致的美觀需求，光伏組件時(shí)常無(wú)法被安裝于上述的最佳角度。城市地區(qū)有著高人口密度和高能量消耗的特點(diǎn)，最大化利用建筑表面并安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)可以幫助解決城市地區(qū)的電力緊張問(wèn)題。對(duì)城市建筑分析可知，接近于最佳安裝角的建筑表面僅僅占所有建筑表面的很小一部分，尚有大量建筑表面等待人們?nèi)ネ诰蚱涔夥l(fā)電的潛力，它們有望為城市地區(qū)提供可觀的電力輸送。

但是，目前對(duì)非最佳安裝角光伏組件的研究和設(shè)計(jì)卻少人問(wèn)津，這使設(shè)計(jì)者常常無(wú)法確定實(shí)際情況下建筑表面的光伏發(fā)電潛力，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)性分析帶來(lái)不少麻煩。傳統(tǒng)方法中，通過(guò)對(duì)一年實(shí)測(cè)輻射數(shù)據(jù)的分析和編程模擬，可以分析不同朝向建筑表面接收到的輻射量。但是這種方法有三個(gè)缺點(diǎn)，第一是它必須使用當(dāng)?shù)剌椛淞孔鳛檩斎耄椛淞繙y(cè)量設(shè)備貴和周期長(zhǎng)，世界上大部分地區(qū)尚缺乏輻射資料；第二是該過(guò)程涉及十幾個(gè)復(fù)雜的公式分析和編程，對(duì)非研究者來(lái)說(shuō)，該過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力；第三是對(duì)所有可能的安裝角(傾斜角0°～90°，方位角-180°～+180°)進(jìn)行模擬的過(guò)程將花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和較大的電腦存儲(chǔ)空間。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種計(jì)算光伏組件的能量區(qū)間的方法，無(wú)須基于當(dāng)?shù)剌椛淞枯斎?，快捷?zhǔn)確地獲取滿足工程發(fā)電性能要求的安裝角集合。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，獲得一種無(wú)須基于當(dāng)?shù)剌椛淞枯斎耄旖轀?zhǔn)確地判斷或獲取滿足工程發(fā)電性能要求的安裝角集合的計(jì)算光伏組件的能量區(qū)間的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種計(jì)算光伏組件的能量區(qū)間的方法，包括以下步驟：

步驟1、結(jié)合待安裝的光伏組件的當(dāng)?shù)鼐暥龋瑢M應(yīng)用的安裝角代入計(jì)算模型，判斷所述計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果是否不小于給定的能量區(qū)間百分比，并將滿足判斷條件的所述安裝角計(jì)入能量區(qū)間；

步驟2、改變擬應(yīng)用的安裝角，重復(fù)所述步驟1，至所有擬應(yīng)用的所述安裝角的組合判斷完畢；

所述安裝角，包括所述光伏組件的傾斜角和定位角；所述能量區(qū)間百分比，為所述光伏組件允許的最小年總輻射量值與當(dāng)?shù)刈罴涯昕傒椛淞恐档谋戎?；所述?dāng)?shù)刈罴涯昕傒椛淞恐?，是所述光伏組件在當(dāng)?shù)啬軌蚪邮盏降哪昕傒椛淞康淖畲笾担凰瞿芰繀^(qū)間，是滿足所述能量區(qū)間百分比的所述光伏組件安裝角的集合。