一种快速估算城市环境中太阳能潜力的新方法

2019-02-11 08:41:49
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TU Delft研究人员开发了一种新方法,用于计算城市环境中表面的快速和准确的太阳能潜力。这种新方法可以极大地帮助建筑师和城市规划者将光伏(太阳能)技术融入他们的设计中。研究结果于2月4日周一在Nature Energy上发表。

城市地区的建筑物,树木和其他结构会导致太阳能模块的遮挡,这会严重影响光伏系统的性能。准确评估这种性能以及光伏系统的相关价格/性能将有助于它们在城市环境中的整合。

有几种工具可用于模拟光伏系统的能量产出。这些工具基于确定太阳能模块上的辐照度的数学模型。通过重复计算全年的入射辐照度,这些工具可以提供模块接收的年度辐照。然而,要准确确定光伏系统在城市环境中产生的电量并不容易。当前的模拟在计算上要求很高,因为必须考虑由太阳的年度运动引起的周围物体的动态阴影。

两个参数

一种新方法简化了计算,使用户能够在保持高精度的同时快速评估大城市地区的太阳能潜力。它基于天际线轮廓与在特定城市地点接收的年度辐射之间的相关性。该方法在Nature Energy发表的一项研究中得到了解释和验证日志。该研究表明,城市环境中选定表面接收的年度太阳辐射总量可以使用从天际线剖面得出的两个参数来量化:天空视角系数和太阳覆盖系数。虽然第一参数用于估计来自漫射太阳光分量的辐射,但第二参数指示来自直射阳光分量的辐射。可以从天际线轮廓轻松快速地获得这两个参数。该研究表明,使用这两个参数可以显着降低问题的计算复杂性。

软件工具箱

电气可持续能源系博士生AndrésCalcabrini在Olindo Isabella博士和Miro Zeman教授的监督下开发了新方法。光伏材料和器件(PVMD)小组已经将该方法集成到一个软件工具箱中,该工具箱可以精确计算任何位置的光伏系统的能量产出。PVMD集团负责人Olindo Isabella说:“我们的快速方法集成在用于计算太阳能潜力的软件工具中,可以极大地促进城市规划框架中集成光伏系统的建筑物的设计和分配。它还将帮助投资者做出集成决策建筑物和其他城市地区的光伏系统。

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