建筑间遮挡对光伏发电系统输出功率影响的研究

作     者：黄斌 谢佩伶 黄佳亮 廖力达 肖孟 赵伟 Huang Bin;Xie Peiling;Huang Jialiang;Liao Lida;Xiao Meng;Zhao Wei

作者机构：长沙理工大学长沙410004 南澳大学阿德莱德5095 

出 版 物：《太阳能》 (Solar Energy)

年 卷 期：2024年第2期

页      面：45-53页

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金项目——建筑环境能耗与碳排放生命周期综合建模及对冲机理研究(51908064) 

主　　题：光伏发电 城市建筑屋顶 建筑间遮挡 利用潜力 阴影遮挡 预测 

摘      要：城市建筑屋顶的光伏发电利用潜力与其遮挡条件密切相关。因此,仅根据太阳辐照度评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力,未考虑城市建筑之间的相互遮挡因素,会导致一些情景下的评估结果偏大。为了准确评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力,采用建筑相对朝向、容积面积比及建筑群垂直和水平分布这3个城市形态参数作为预测变量,采用3D建筑模型进行实验,模拟不同形态建筑遮挡,获得多组有效实验数据,对城市不同形态建筑间的遮挡系数进行了量化分析;借助数据统计分析软件SPSS对多组实验数据完成统计分析后,建立了建筑群预测遮挡统计模型,并以长沙市某小区为例对该统计模型的适用性进行了验证,预测了该小区不同情景下的建筑屋顶光伏发电利用潜力。结果显示:利用该统计模型可得到被遮挡建筑的阴影遮挡水平,从而能更好地利用建筑屋顶光伏发电。研究结果提供了一种量化城市屋顶光伏组件遮挡系数的方法,对实现光伏建筑一体化和可持续城市发展有推进作用,可在城市区域建筑规划阶段模拟和预测屋顶遮挡情况。