建筑光伏系统阴影可视化分析.pdf

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1、浙江建筑，第30卷，第2期，2013年2月ZhejiangConstruction，Vo1．30，No．2，Feb．2013建筑光伏系统阴影可视化分析TheVisualizationAnalysisofShadowofBuildingPVSystem贾艳刚，朱琪琪，奚俊婷，丁世磊。JiaYangang一，ZhuQiqi，xiJunting，DingShilei(1．中电电气(南京)太阳能研究院有限公司，江苏南京211153；2．东南大学能源与环境学院，江苏南京210018)摘要：浅析了建筑光伏系统中的阴影类型，采用计算机三维仿真技术，以京沪高铁南京南站屋顶光伏并网项目为例，对光伏系统

2、设计中的阴影进行可视化分析，所得数据有助于优化建筑光伏系统的整体输出效率。关键词：阴影；可视化分析；南京南站中图分类号：TU18文献标志码：A文章编号：1008—3707(2013)02—0048—04当前全球范围内绿色经济低碳技术正在兴起，阴影效应。无论是在既有建筑还是新建建筑抢占未来发展制高点的竞争也日趋激烈。目前中国上，这点都给建筑光伏系统设计带来很多不确定的建筑能耗占总能耗的1／3，总建筑能耗继续保持快复杂因素，因此必须考虑建筑物周围环境的影响，研速增长态势，预计到2020年中国建筑能耗或将高达究安装建筑物的阴影情况。11亿t标准煤，说明中国建筑节能已经迫在眉睫。1阴影的类型

3、建筑节能技术已成为全世界关注的热点，也是当前国内外节能领域的一个研究热点⋯。光伏系统理想的安装状态是无阴影覆盖。不光伏建筑发展是从示范到推广，从屋顶光伏到过，建筑光伏系统通常安装在城区和城郊的屋顶上，与建筑集成，进而发展为建筑光伏一体化的。在建阴影有时不可避免。根据有关数据显示，在太阳能筑光伏系统方面，一些发达国家如美国、德国、日本，发电系统中，由周围环境所造成的阴影占所有系统已经有了一定的设计经验和技术；而国内在建筑光的近50％。光伏系统被阴影覆盖后会极大地影响伏系统的设计研发方面起步较晚。尽管中国是光伏到其能量输出。在大量的系统中，阴影会导致其年产业大国，但两头在外的尴尬局面严重

4、制约了建筑产出减少5％～10％，因此应尽量避免阴影。光伏系统的研究和应用发展。由于研发和实际经验一般情况下，阴影可分为：临时阴影、区域阴影、不足，在实际应用中面临诸多问题，比如建筑的阴影建筑阴影和自阴影等。分析、组件的配置和排布与系统发电效率之间的关1．1临时阴影系，组件与建筑之间的匹配问题。简要地讲，就是如典型的临时阴影因素包括雪、落叶、鸟粪以及其何既能达到最优的光伏系统效率，又能满足建筑外他的污点，其中雪是一个很重要的因素，特别在山区形美观和功能实用的要求?本文就重点针对建筑光和高纬度地区。在工业区，灰尘、煤尘或落叶落在光伏设计中的阴影进行可视化分析。伏组件上也会产生临时阴影。但

5、是，如果方阵有自与地面光伏电站不同的是，建筑光伏系统是在洁功能(如雨水冲刷)，则此类阴影的影响较小。建筑物上设计的。受建筑物空间和周围环境的限12。及以上的倾角完全可以达到此目的，更大的倾角制，建筑物很容易形成对光伏发电具有极大影响的提高了雨水冲刷的速度，有助于将污点冲掉、避免坠收稿日期：2012—07—24作者简介：贾艳刚(1974一)，男，山东费县人，教授，从事新能源系统集成与控制技术及其标准化工作。50浙江建筑2013年第30卷对不同点进行阴影分析。阴影分析需要了解周围区域内的阴影参数(比如规划地址、太阳路径图)，以及运用相应的阴影分析工具(数码相机和计算软件，或者太阳路径绘制

6、仪)。利用规划地址制作太阳路径图时，需要计算阴影投射物的距离和尺度，然后以此为基础计算出方位角和高度角。高度角的计算可以通过组件高度，阴影投射物高度h：，以及两者之间的距离d计算而得，具体计算公式如下：图5南京南站效果图tan7=一铁南京南站三维模型，对雨棚屋顶的阴影情况进行细致的仿真分析。相比于人工计算，通过可靠的阴—rctan()=arctan()影分析软件能够对阴影进行精确的分析，产生的误方位角可以根据规划的地点或草图计算而得。差较小。具体步骤如下：太阳路径图的绘制可以利用具有高刻度的三角首先，需要评估安装测试区域。太阳路径测量计算器件计算，该器件为注入了硅酸盐的半圆形结仪利用

7、高度抛光的透明凸面圆顶来获得规划地点的构。从系统规划的安装位置，观测者通过测量仪观全方位观测，遵循反射原理，将所有的树木、建筑物测阴影投射目标，直接读出或记录高度角和方位角。或其他的太阳遮挡物在圆顶的表面反射成像。需要阴影分析的结果为太阳路径周围遮挡物产生阴影的指出的是，该测试仪适用于任何时间、区域和任何天轮廓。气条件，能够手动和数字化提供阴影数据。追踪曲进一步的评估可以通过计算或模拟软件(如线能清晰反映一天内哪个钟点以及一年内哪个月份PV．Sol和Sol