快速估算城市环境中太阳能潜力的新方法

代尔夫特大学的研究人员开发了一种新方法，可以快速准确地计算城市环境中地表的太阳能潜力。通过新方法，建筑师和城市规划师可以更轻松地将光伏技术纳入其设计。研究结果于2月4日星期一在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电池组件的遮光，从而严重影响光伏系统的性能。准确评估此性能以及相关的光伏系统性价比，将有助于其在城市环境中的集成。

有几种工具可用于模拟光伏系统的发电量。这些工具基于确定入射在太阳能电池组件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每年收到的辐照度。但是，要确定光伏系统在城市环境中产生多少电能并不容易。当前的模拟对计算的要求很高，因为必须考虑到由太阳的年度运动引起的周围物体的动态阴影。

新方法简化了计算，使用户能够以较高的准确度快速评估大城市地区的太阳能潜力。它基于天际线轮廓与特定城市地点收到的年度辐射之间的相关性。在《自然能源》上发表的一项研究中对此方法进行了解释和验证。该研究表明，可以使用从天际线轮廓中得出的两个参数来量化城市环境中选定表面接收的年度太阳总辐射量：天空因子和太阳覆盖因子。当第一个参数用于估计来自漫射阳光分量的照射时，第二个参数确定照射避免阳光直射。这两个参数可以从天际线轮廓中轻松而快速地获得。研究表明，这两个参数的使用大大降低了问题的计算复杂度。

AndrésCalcabrini博士 电气可持续能源系的一名学生在Olindo Isabella博士和Miro Zeman教授的指导下开发了新方法。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，该工具箱可以准确地计算任何位置的光伏系统的发电量。Olindo伊莎贝拉，在PVMD组的头，说：“我们快的方式集成在软件工具计算太阳的能量潜力可以极大地促进城市规划框架中具有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有关将光伏系统集成到建筑物和其他城市地区的决定。”