代爾夫特大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新方法，可以快速準(zhǔn)確地計算城市環(huán)境中地表的太陽能潛力。通過新方法，建筑師和城市規(guī)劃師可以更輕松地將光伏技術(shù)納入其設(shè)計。研究結(jié)果于2月4日星期一在Nature Energy上發(fā)表。

城市地區(qū)的建筑物，樹木和其他結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致太陽能電池組件的遮光，從而嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)的性能。準(zhǔn)確評估此性能以及相關(guān)的光伏系統(tǒng)性價比，將有助于其在城市環(huán)境中的集成。

有幾種工具可用于模擬光伏系統(tǒng)的發(fā)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(shù)學(xué)模型。通過重復(fù)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(tǒng)在城市環(huán)境中產(chǎn)生多少電能并不容易。當(dāng)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(tài)陰影。

新方法簡化了計算，使用戶能夠以較高的準(zhǔn)確度快速評估大城市地區(qū)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(guān)性。在《自然能源》上發(fā)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(shù)來量化城市環(huán)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(dāng)?shù)谝粋€參數(shù)用于估計來自漫射陽光分量的照射時，第二個參數(shù)確定照射避免陽光直射。這兩個參數(shù)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(shù)的使用大大降低了問題的計算復(fù)雜度。

AndrésCalcabrini博士 電氣可持續(xù)能源系的一名學(xué)生在Olindo Isabella博士和Miro Zeman教授的指導(dǎo)下開發(fā)了新方法。光伏材料和器件(PVMD)小組已經(jīng)將該方法集成到一個軟件工具箱中，該工具箱可以準(zhǔn)確地計算任何位置的光伏系統(tǒng)的發(fā)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(guī)劃框架中具有集成光伏系統(tǒng)的建筑物的設(shè)計和分配。它還將幫助投資者做出有關(guān)將光伏系統(tǒng)集成到建筑物和其他城市地區(qū)的決定。”