[發明專利]一種建筑接收太陽輻射能的計算方法和系統

在審

• 申請號: 202111592441.1
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114238842A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張成;鄭佳琳;張乾熙;阮建文;李曉寧
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李澤艷

本發明公開了一種建筑接收太陽輻射能的計算方法和系統，由于太陽光的平行光線在預置地點的任意時刻的角度是確定值，因而可獲得預置建筑的特征點在于平行光垂直的平面上的投影的點的坐標，利用投影點所圍成的面積和建筑的面積計算出遮擋率，從而得到建筑接收的太陽輻射能，即以二維投影重疊的方式直接計算出遮擋率，將三維關系變成了二維重疊關系，利用線段的投影仍然是線段，直接計算重疊后的投影面積，計算遮擋率，不需要計算建筑物所有屋頂和側面柵格的太陽能輻射時間，解決了現有的建筑接收太陽輻射能的計算方法需要計算建筑物所有屋頂和側面柵格的太陽能輻射時間，計算過程較為復雜，且誤差較大的技術問題。

技術領域

本發明涉及建筑太陽能利用技術領域，尤其涉及一種建筑接收太陽輻射能的計算方法和系統。

背景技術

建設綠色低碳城市是現代城市的重要導向，居民對于現代城市規劃住宅也有了更節能環保的要求，為了更好地利用太陽輻射能，需要研究出更多評估太陽能接收率的方法比如建筑太陽能評估算法來適應時代的需求。建筑是城市的重要組成部分，為了評估某部分區域接收到太陽能輻射的多少，目前采用建筑太陽能評估算法去估算建筑的太陽能接收率，通過選擇該建筑的一個柵格(柵格化處理建筑分布圖紙，在建筑分布圖紙中選擇一建筑物的一個柵格)獲得每個水平方向的最大遮擋角度，以所有柵格的太陽能輻射時間求和來獲得其整體的太陽能輻射時間，最后通過計算求出建筑總體接收的太陽能輻射值。該方法需要計算建筑物所有屋頂和側面柵格的太陽能輻射時間，計算過程較為復雜，且誤差較大。

發明內容

本發明提供了一種建筑接收太陽輻射能的計算方法和系統，用于解決現有的建筑接收太陽輻射能的計算方法需要計算建筑物所有屋頂和側面柵格的太陽能輻射時間，計算過程較為復雜，且誤差較大的技術問題。

有鑒于此，本發明第一方面提供了一種建筑接收太陽輻射能的計算方法，包括以下步驟：

獲取預置建筑的特征點和預置時刻的太陽光線方向；

計算預置建筑的特征點落在與太陽光線方向垂直的平面的投影點坐標；

計算落在與太陽光線方向垂直的平面的投影點坐標所圍成的多邊形的面積S；

根據預置建筑的總面積Sc和投影點坐標所圍成的多邊形的面積S，計算遮擋率η，遮擋率η的計算公式為：η＝(Sc-S)/Sc；

根據遮擋率計算建筑接收的太陽輻射能。

可選地，根據預置時刻的時間和預置建筑所在的經緯度信息計算太陽高度角，得到預置時刻的太陽光線方向。

可選地，計算預置建筑的特征點落在與太陽光線方向垂直的平面的投影點坐標，之前還包括：

建立預置建筑的三維空間坐標場景，確定預置建筑的特征點在三維空間坐標場景中的坐標。

可選地，預置建筑的特征點為預置建筑頂部的頂點。

本發明第二方面提供了一種建筑接收太陽輻射能的計算系統，包括以下模塊：

獲取模塊，用于獲取預置建筑的特征點和預置時刻的太陽光線方向；

投影模塊，用于計算預置建筑的特征點落在與太陽光線方向垂直的平面的投影點坐標；

投影面積計算模塊，用于計算落在與太陽光線方向垂直的平面的投影點坐標所圍成的多邊形的面積S；

遮擋率計算模塊，用于根據預置建筑的總面積Sc和投影點坐標所圍成的多邊形的面積S，計算遮擋率η，遮擋率η的計算公式為：η＝(Sc-S)/Sc；

太陽輻射能計算模塊，用于根據遮擋率計算建筑接收的太陽輻射能。

可選地，獲取模塊具體用于：

獲取預置建筑的特征點；