快速估算城市環境中太陽能潛力的新方法

代爾夫特大學的研究人員開發了一種新方法，可以快速準確地計算城市環境中地表的太陽能潛力。通過新方法，建筑師和城市規劃師可以更輕松地將光伏技術納入其設計。研究結果于2月4日星期一在Nature Energy上發表。

城市地區的建筑物，樹木和其他結構會導致太陽能電池組件的遮光，從而嚴重影響光伏系統的性能。準確評估此性能以及相關的光伏系統性價比，將有助于其在城市環境中的集成。

有幾種工具可用于模擬光伏系統的發電量。這些工具基于確定入射在太陽能電池組件上的輻照度的數學模型。通過重復計算全年的入射輻照度，這些工具可以提供模塊每年收到的輻照度。但是，要確定光伏系統在城市環境中產生多少電能并不容易。當前的模擬對計算的要求很高，因為必須考慮到由太陽的年度運動引起的周圍物體的動態陰影。

新方法簡化了計算，使用戶能夠以較高的準確度快速評估大城市地區的太陽能潛力。它基于天際線輪廓與特定城市地點收到的年度輻射之間的相關性。在《自然能源》上發表的一項研究中對此方法進行了解釋和驗證。該研究表明，可以使用從天際線輪廓中得出的兩個參數來量化城市環境中選定表面接收的年度太陽總輻射量：天空因子和太陽覆蓋因子。當第一個參數用于估計來自漫射陽光分量的照射時，第二個參數確定照射避免陽光直射。這兩個參數可以從天際線輪廓中輕松而快速地獲得。研究表明，這兩個參數的使用大大降低了問題的計算復雜度。

AndrésCalcabrini博士 電氣可持續能源系的一名學生在Olindo Isabella博士和Miro Zeman教授的指導下開發了新方法。光伏材料和器件(PVMD)小組已經將該方法集成到一個軟件工具箱中，該工具箱可以準確地計算任何位置的光伏系統的發電量。Olindo伊莎貝拉，在PVMD組的頭，說：“我們快的方式集成在軟件工具計算太陽的能量潛力可以極大地促進城市規劃框架中具有集成光伏系統的建筑物的設計和分配。它還將幫助投資者做出有關將光伏系統集成到建筑物和其他城市地區的決定。”