光伏系統設計中陰影測量的方法及其陰影測量儀器的製造方法
2023-07-06 03:32:16
光伏系統設計中陰影測量的方法及其陰影測量儀器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種光伏系統設計中陰影測量的方法及其陰影測量儀器，方法的步驟如下：提供一陰影測量儀器，該陰影測量儀器具有一光源體；根據目標物所在地理位置的緯度、赤緯角和時間段，得到此時太陽的太陽高度角和太陽方位角；保持陰影測量儀器呈水平狀態，並對陰影測量儀器相對於目標物進行位置調節，將光源體對目標物的照射模擬成太陽對目標物的照射；選取目標物邊緣的多個關鍵點；打開光源體，並對光源體的照射方向進行調節，使其照射每個目標物上的每個關鍵點，從而得到關鍵點對應的投影點；通過參考各種形狀遮擋物的投影軌跡並結合該目標物的投影點，繪畫出目標物的陰影遮擋面積。通過本發明方法能夠驗證光伏發電系統中各種屋頂的去除陰影遮擋面積和支架安裝間距的合理性。
【專利說明】光伏系統設計中陰影測量的方法及其陰影測量儀器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光伏系統設計中陰影測量的方法及其陰影測量儀器，屬於光伏系統設計【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，隨著國內分布式發電的發展，由於單個項目小、項目預算少，所以就要求在項目的設計和施工進行創新以減少整體的運營成本、提高項目的回收能力，積極推動光伏分布式發電市場爆發。在現階段，光伏系統的設計只有具有一定的學歷和經驗的設計人員才能進行設計，以保證設計的合理性。在設計中，由於屋頂多樣化，同時需要模擬太陽的運行軌跡進行計算陰影，設計人員經常對計算陰影深感痛苦，由於其計算過程涉及多個三角函數，建立3D模型才能計算出陰影遮擋的軌跡和面積，這是光伏設計中耗時最長、計算最困難的模塊。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種光伏系統設計中陰影測量的方法，通過該方法能夠驗證光伏發電系統中各種屋頂的去除陰影遮擋面積和支架安裝間距的合理性。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種光伏系統設計中陰影測量的方法，該方法的步驟如下:
[0005](I)提供一陰影測量儀器，該陰影測量儀器具有一照射方向可調的光源體；
[0006](2)根據目標物所在地理位置的緯度、赤緯角和時間段，得到此時太陽的太陽高度角和太陽方位角；
[0007](3)保持陰影測量儀器呈水平狀態，並對陰影測量儀器相對於目標物進行位置調節，使陰影測量儀器的光源體相對於目標物的方位角等於太陽方位角，其高度角等於太陽高度角，從而將光源體對目標物的照射模擬成太陽對目標物的照射；
[0008](4)選取目標物邊緣的多個關鍵點；
[0009](5)打開光源體，並對光源體的照射方向進行調節，使其照射每個目標物上的每個關鍵點，從而得到關鍵點對應的投影點；
[0010](6)通過參考各種形狀遮擋物的投影軌跡並結合該目標物的投影點，從而繪畫出目標物的陰影遮擋面積。
[0011]進一步提供了一種陰影測量儀器的具體結構以便更好地測量陰影面積，所述的陰影測量儀器還具有角度盤、指南針和水平儀，水平儀和指南針均安裝在角度盤上，角度盤的邊緣部刻制有用於指示方位角的角度刻度線組，指南針的正南方向對準角度盤上的某一角度刻度線，並且該角度刻度線作為零方位角的參考角度刻度線；在所述的步驟(3)中，通過水平儀來確定陰影測量儀器呈水平狀態，所述的光源體相對於目標物的方位角的調節方法為:將目標物對準角度盤上的另一角度刻度線，確保該角度刻度線與參考角度刻度線的夾角等於太陽方位角。
[0012]進一步提供了一種光源體的具體結構以便其能夠照射目標物上選取的各個關鍵點，所述的光源體為旋轉紅外發射器，它包括紅外發射源、雲撞球體、旋轉體、底盤、旋轉體驅動機構和雲撞球體驅動機構，底盤安裝在角度盤的中心處，旋轉體可旋轉地支承在底盤上，雲撞球體可活動地安裝在旋轉體的頂部，所述的紅外發射源安裝在雲撞球體上，旋轉體驅動機構驅動旋轉體相對於底盤旋轉，雲撞球體驅動機構驅動雲撞球體相對於旋轉體活動。
[0013]本發明還提供了一種該光伏系統設計中陰影測量的方法中使用的陰影測量儀器，它包括角度盤、指南針、水平儀和照射方向可調的光源體，角度盤的邊緣部刻制有用於指示方位角的角度刻度線組，光源體安裝在角度盤的中心處，水平儀和指南針均安裝在角度盤上，並且指南針的正南方向對準作為零方位角參考的一角度刻度線。
[0014]進一步，所述的光源體為旋轉紅外發射器，它包括紅外發射源、雲撞球體、旋轉體、底盤、旋轉體驅動機構和雲撞球體驅動機構，底盤安裝在角度盤的中心處，旋轉體可旋轉地支承在底盤上，雲撞球體可活動地安裝在旋轉體的頂部，所述的紅外發射源安裝在雲撞球體上，旋轉體驅動機構驅動旋轉體相對於底盤旋轉，雲撞球體驅動機構驅動雲撞球體相對於旋轉體活動。
[0015]採用了上述技術方案後，本發明的方法根據得到的太陽的太陽高度角和太陽方位角，使光源體設置在太陽的相對位置處，將太陽發光模擬為光源體的發光，從而照射目標物，再參考各種形態遮擋物的投影軌跡，並結合其投影點，從而繪製出目標物的陰影遮擋面積，驗證光伏發電系統設計中各種屋頂的去除陰影遮擋面積和支架安裝間距的合理性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的陰影測量儀器的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明的光源體的立體圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
[0019]一種光伏系統設計中陰影測量的方法，該方法的步驟如下:
[0020](I)提供一陰影測量儀器，該陰影測量儀器具有一照射方向可調的光源體；
[0021](2)根據目標物所在地理位置的緯度、赤緯角和時間段，得到此時太陽的太陽高度角和太陽方位角；
[0022](3)保持陰影測量儀器呈水平狀態，並對陰影測量儀器相對於目標物進行位置調節，使陰影測量儀器的光源體相對於目標物的方位角等於太陽方位角，其高度角等於太陽高度角，從而將光源體對目標物的照射模擬成太陽對目標物的照射；
[0023](4)選取目標物邊緣的多個關鍵點；
[0024](5)打開光源體，並對光源體的照射方向進行調節，使其照射每個目標物上的每個關鍵點，從而得到關鍵點對應的投影點；
[0025](6)通過參考各種形狀遮擋物的投影軌跡並結合該目標物的投影點，從而繪畫出目標物的陰影遮擋面積。
[0026]如圖1、2所示，陰影測量儀器還具有角度盤1、指南針2和水平儀3，水平儀3和指南針2均安裝在角度盤I上,角度盤I的邊緣部刻制有用於指示方位角的角度刻度線組1-1，指南針2的正南方向對準角度盤I上的某一角度刻度線，並且該角度刻度線作為零方位角的參考角度刻度線；在步驟(3)中，通過水平儀3來確定陰影測量儀器呈水平狀態，所述的光源體相對於目標物的方位角的調節方法為:將目標物對準角度盤I上的另一角度刻度線，確保該角度刻度線與參考角度刻度線的夾角等於太陽方位角。
[0027]如圖2所示，光源體為旋轉紅外發射器，它包括紅外發射源4、雲撞球體5、旋轉體
6、底盤7、旋轉體驅動機構和雲撞球體驅動機構，底盤7安裝在角度盤I的中心處，旋轉體6可旋轉地支承在底盤7上，雲撞球體5可活動地安裝在旋轉體6的頂部，紅外發射源4安裝在雲撞球體5上,旋轉體驅動機構驅動旋轉體6相對於底盤7旋轉,雲撞球體驅動機構驅動雲撞球體5相對於旋轉體6活動。通過旋轉圖2所示的球體粗調按鈕8,也就是通過雲撞球體驅動機構調節雲撞球體5相對於旋轉體6的位置,通過旋轉圖2所示的旋轉體控制旋鈕9，也就是通過旋轉體驅動機構調節旋轉體6相對於底盤7的位置。
[0028]本發明的工作原理如下:
[0029]本發明的方法根據得到的太陽的太陽高度角和太陽方位角，使光源體設置在太陽的相對位置處，將太陽發光模擬為光源體的發光，從而照射目標物，再參考各種形態遮擋物的投影軌跡，並結合其投影點，從而繪製出目標物的陰影遮擋面積，驗證光伏發電系統設計中各種屋頂的去除陰影遮擋面積和支架安裝間距的合理性。
[0030]以上所述的具體實施例，對本發明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種光伏系統設計中陰影測量的方法，其特徵在於該方法的步驟如下: (1)提供一陰影測量儀器，該陰影測量儀器具有一照射方向可調的光源體； (2)根據目標物所在地理位置的緯度、赤緯角和時間段，得到此時太陽的太陽高度角和太陽方位角； (3)保持陰影測量儀器呈水平狀態，並對陰影測量儀器相對於目標物進行位置調節，使陰影測量儀器的光源體相對於目標物的方位角等於太陽方位角，其高度角等於太陽高度角，從而將光源體對目標物的照射模擬成太陽對目標物的照射； (4)選取目標物邊緣的多個關鍵點； (5)打開光源體，並對光源體的照射方向進行調節，使其照射每個目標物上的每個關鍵點，從而得到關鍵點對應的投影點； (6)通過參考各種形狀遮擋物的投影軌跡並結合該目標物的投影點，從而繪畫出目標物的陰影遮擋面積。
2.根據權利要求1所述的光伏系統設計中陰影測量的方法，其特徵在於:所述的陰影測量儀器還具有角度盤(I)、指南針(2)和水平儀(3)，水平儀(3)和指南針(2)均安裝在角度盤(I)上，角度盤(I)的邊緣部刻制有用於指示方位角的角度刻度線組(1-1)，指南針(2)的正南方向對準角度盤(I)上的某一角度刻度線，並且該角度刻度線作為零方位角的參考角度刻度線；在所述的步驟(3)中，通過水平儀(3)來確定陰影測量儀器呈水平狀態，所述的光源體相對於目標物的方位角的調節方法為:將目標物對準角度盤(I)上的另一角度刻度線，確保該角度刻度線與參考角度刻度線的夾角等於太陽方位角。
3.根據權利要求1或2所述的光伏系統設計中陰影測量的方法，其特徵在於:所述的光源體為旋轉紅外發射器，它包括紅外發射源(4)、雲撞球體(5)、旋轉體￠)、底盤(7)、旋轉體驅動機構和雲撞球體驅動機構，底盤(7)安裝在角度盤(I)的中心處，旋轉體(6)可旋轉地支承在底盤(7)上，雲撞球體(5)可活動地安裝在旋轉體(6)的頂部，所述的紅外發射源(4)安裝在雲撞球體(5)上,旋轉體驅動機構驅動旋轉體(6)相對於底盤(7)旋轉，雲撞球體驅動機構驅動雲撞球體(5)相對於旋轉體(6)活動。
4.一種如權利要求1所述的光伏系統設計中陰影測量的方法中使用的陰影測量儀器，其特徵在於:它包括角度盤(I)、指南針(2)、水平儀(3)和照射方向可調的光源體，角度盤(I)的邊緣部刻制有用於指示方位角的角度刻度線組(1-1)，光源體安裝在角度盤(I)的中心處，水平儀⑶和指南針⑵均安裝在角度盤⑴上，並且指南針⑵的正南方向對準作為零方位角參考的一角度刻度線。
5.根據權利要求4所述的陰影測量儀器，其特徵在於:所述的光源體為旋轉紅外發射器，它包括紅外發射源(4)、雲撞球體(5)、旋轉體￠)、底盤(7)、旋轉體驅動機構和雲撞球體驅動機構，底盤(7)安裝在角度盤(I)的中心處，旋轉體(6)可旋轉地支承在底盤(7)上，雲撞球體(5)可活動地安裝在旋轉體￠)的頂部，所述的紅外發射源(4)安裝在雲撞球體(5)上，旋轉體驅動機構驅動旋轉體(6)相對於底盤(7)旋轉，雲撞球體驅動機構驅動雲撞球體(5)相對於旋轉體(6)活動。
【文檔編號】G01B11/28GK104165605SQ201410447418
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】呂永傑 申請人:常州天合光能有限公司