【独家】常见的阴影计算模拟分析方法及其结果对比

来源:阳光工匠光伏网作者:陆星光发布时间:2015-05-08 23:59:59
目前我们做光伏电站的前后排阵列阴影遮挡,障碍物阴影遮挡分析计算的时候,会采用各自的不同计算方法。本人对手头上现有的几种阴影模拟计算方法整理总结了一下,做了简单的使用介绍和对比分析。

这里我们以上海(纬度31.2度)为阴影分析地点,2米高且与水平面竖直90度角的墙作为遮挡障碍物来分析,这里考虑到正南正北朝向太简单了,我们选用障碍物朝向为南偏西45度。如下图所示的模型:


1.借助阳光工匠光伏论坛(http://bbs.21spv.com)上网友编制的公式表格计算(如光伏系统设计多功能软件——友哥、山区型光伏电站布置间距计算,这里十分感谢周长友、蒋庆等前辈大牛制作的表格)把以上的一些相关信息分别输入,得到以下结果:

光伏系统设计多功能软件——友哥的计算结果
 (不得不说友哥的表格真心不错,功能齐全,适合各种间距计算需要,手动在蓝色区域里填写信息即可,这里我用了计算南北坡屋面计算的模块,由于障碍物垂直水平面,且南偏西朝向,所以手动做了一些数据模型优化处理)




2.使用CAD VBA的插件shadeobject,首先CAD里需要安装VBA,然后加载shadeobject文件,加载完成即可使用。过程如下:

1)打开CAD,输入命令shr



2)输入纬度:31.2



3)选择点,这里我们随便选择一个点。



4)输入高度(这里的高度不是mm,而是需要转化过得到结果为167)167并回车



5)把得到的阴影旋转45°即可得到所需结果。最终阴影结果如下图


图中线为红色(夏至)7根,绿色(春分秋分)7根,浅蓝色(冬至)7根,同一颜色长短不一的7根射线分别代表那一天从左往右为上午9点、10点、11点、12点、13点、14点、15点时候的阴影长度。




3.使用pkpm里的一个功能模块sunlight软件做阴影计算分析(该软件可以集成在pkpm中,也可以单独安装)

1)打开sunlight软件,新建工程。



2)使用矩形

和拉伸

命令绘制成模型。

3)把建好的模型转过45°角。如下图


4)点击常用分析下拉菜单中的真实阴影遮挡范围子菜单,弹出如下界面:


日照标准我们选择全国住宅建筑冬至日日照标准,地点可以选择你需要的城市,也可以在里面添加你需要的地点的经纬度自己新建,这里我们选择了上海市。计算精度的时间步长默认选择了1分钟,分析时间一般是冬至日的上午9点起至下午3点为止,当然你有特殊需求也可以自己调整。设置完成后点击确定即可。




5)点击确定后,程序会自动提醒你请选择遮挡实体,这里我们选择上面这个小的长方体做为障碍物,就点击它即可,然后回车,程序提醒请输入分析高度(这里需要说明一下,分析高度其实是你的障碍物的最低点在软件中的离xy平面的高度。分析高度并不是输入障碍物高度的2000mm,如果你的障碍物底下没有像我这里画的一个大长方体作为平屋面,是直接画在xy面上的,那你输入0即可,这里我因为想让阴影效果看得清楚点,画了一个大长方体作为平屋面,长方体高度为1000mm,所以我这里输入的分析高度为1000mm)

6)回车即可得到模拟结果,如下图


4.利用Google的sketchUp(草图大师)来分析模拟阴影计算。

1)打开软件,新建一个文件。

2)选择文件 > 地理位置 > 添加位置(由于谷歌在中国被禁用,所以使用地理位置需要翻墙,大家可以在网上搜索下载这方面免费或者付费的翻墙软件即可使用,这里用了付费版的豆荚VPN,下载链接http://jsq.me/0h83c,翻墙有时候还是比较需要的,谷歌地球现在不翻墙也没法使用了),添加你所需要的地点。

3)使用绘图工具绘制基本模型,绘制完毕后,建议使用‘太阳北极工具栏’这个插件,快速的任意设置北极(这样可以方便快速解决模型不是正南的问题)。点击输入北角

这个按钮,弹出对话框


输入所需的北角值即可,这里我输入了-45°。(这个工具的意义在于本来你需要旋转模型偏向角度的,现在只要改变北极的角度即可得到同样的结果)。


4)点击阴影设置按钮

,弹出对话框



这里需要说明一下的是sketchup软件默认的冬至日为国外的时间12月21日,我们国家是12月22日,这里手动改一下即可。可以调整时间这一栏来模拟全天任意时刻障碍物的阴影,这里我们选择了下午3点的阴影模拟情况,如下图


结论:经过上述四种方法的分析模拟计算可以得到各自的计算结果,

友哥表格:5374 mm

Shadeobject插件:5386 mm

Sunlight软件:5374 mm

sketchUp草图大师:5730 mm


其中前三个的计算结果非常接近,友哥表格和sunlight的计算结果一致,shadeobject插件的计算结果与友哥表格和sunlight的结果略有偏差,个人猜测可能是由于该插件为国外人员编写,里面公式采用的冬至日是12月21日而不是我们国家的22日所致(此猜测尚缺验证),而sketchup草图大师模拟出来的结果和前面三个方法的结果存在一定的偏差,由于在选择地点的时候前面三个都可以输入准确的经纬度31.2°,而草图大师里我只能尽可能小的在地图上抓取地点,比如这个模型里我抓取到的上海纬度为

两者在纬度上存在一定的差异所以导致结果数据上有一定的偏差,不过这样的偏差也在可接受的范围之内。综上所述,上述四种方法都可以成为日常工作中阴影分析的方法,推荐选择前三种阴影分析方法,友哥表格简单方便,shadeobject程序直观形象,可以和CAD排布图完美结合。Sunlight功能强大,可以分析复杂的模型实时阴影。Sketchup可以作为备用方法验证阴影结果。

另外,sketchup里可以安装专门为光伏太阳能设计使用的skelion插件,该插件可以快速生成光伏电站模型,还可以将做好的模型快速导入到pvsyst之中以便做阴影分析,极大的弥补了pvsyst做模型不便的缺陷。

独家申明:本文版权归阳光工匠光伏网所有,如需转载请注明来自:阳光工匠光伏网(http://www.21spv.com)及作者姓名、原文链接。投稿热线:0523-80818982 ,18936805516;投稿邮箱:edit@21spv.com ;投稿QQ:76093886 ;投稿微信:yggj2007

作者简介



索比光伏网 https://news.solarbe.com/201505/08/191178.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
AEM:界面电荷提取缺陷的简易检测方法及其在钙钛矿太阳能电池中的应用来源:知光谷 发布时间:2025-10-20 09:56:15

所提出的方法无需依赖瞬态技术或传统假设完美载流子提取的IQE模型,即可快速评估器件界面性能。文章亮点:1.新型IQE线性化分析方法:通过强吸收与弱吸收极限下的IQE线性拟合,直接提取界面收集效率fc及其空间梯度,无需依赖瞬态测量或理想化假设。

需求大变!中能建、国能、华能、三峡、国电投、中电建、华电、华润,八大电力央企上半年支架招标背后来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-15 17:02:23

自136号文落地以来,新能源全面进入电力市场化交易,给光伏行业发展带来了深刻的影响。电力央企对光伏电站的投资测算调整作为当下新能源投资的主力军,国能、三峡、华能、大唐、国家电投等头部电力央企,针对新能源

海南“136号文”:机制电价竞价上限0.4298元/千瓦时,增量陆上风光项目执行12年!(征求意见)来源:光伏头条 发布时间:2025-07-11 11:49:43

光伏头条获悉,7月10日,海南省发展和改革委员会就《关于海南省深化新能源上网电价市场化改革的实施方案(征求意见稿)》公开征求意见。

国电电力江西新能源彭家园光储电站成功入选AAAAA级光伏电站来源:国电电力 发布时间:2025-07-10 15:42:45

7月3日,中电联发布2024年度电力行业光伏发电运行指标对标结果,国电电力江西新能源彭家园光储电站成功入选AAAAA级光伏电站。

CPIA:我国钙钛矿太阳能电池发展情况来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-07-10 15:20:25

近日,中国光伏行业协会分享了年度报告中第七篇,我国钙钛矿太阳能电池发展情况我国钙钛矿太阳能电池发展情况

温控器领导品牌宇电用"精密温控"撬动半导体产业自主可控来源:宇电科技 发布时间:2025-07-10 15:18:22

随着半导体产业加速向中国市场转移,精密温控技术的市场需求持续攀升,中国本土企业正以创新实力重塑市场格局,解决行业关键元器件“卡脖子”问题。厦门宇电自动化科技有限公司(简称“宇电温控科技”)作为国内工业温控领域的“隐形冠军”,历经35载技术沉淀,成功突破半导体级温控技术壁垒,实现了从光伏到半导体设备的全产业链国产化替代。

重磅!海南省136号文省级文件征求意见,增量项目75%机制电量,执行12年!来源:卡片光伏 发布时间:2025-07-10 15:16:36

7月10日,海南省发改委发布关于公开征求《关于海南省深化新能源上网电价市场化改革的实施方案(征求意见稿)》意见的通知

中科院长春应化所&隆基Science双自由基自组装分子助力钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池效率突破34.2%来源:太阳能电池札记 发布时间:2025-07-10 14:29:36

实验室小面积钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率虽已接近27%,但大面积器件的均匀性和长期稳定性仍是产业化的关键瓶颈。传统自组装单分子层(SAMs)材料难以同时满足高效电荷传输、高稳定性和大面积加工的需求。

意大利科学家实现钙钛矿太阳能电池水下高效发电来源:恰逢小友初见 发布时间:2025-07-10 11:21:26

阳光穿透清澈水体,照射在仅0.5厘米深的实验装置中。意大利国家研究委员会物质结构研究所的科学家们记录下一组令人振奋的数据:经过特殊设计的钙钛矿太阳能电池,其在水下的功率转换效率(PCE)竟比在同等光照条件的空气中测试时高出约8%。这一发现挑战了钙钛矿材料“惧怕潮湿”的传统认知,为水下清洁能源应用开辟了新路径。

用于高效率、超稳定钙钛矿太阳能电池的局域相位调制异质结构韩国蔚山国立科学技术院&高丽大学来源:钙钛矿学习与交流 发布时间:2025-07-10 11:12:04

同时实现有效的缺陷钝化和优异的电荷提取能够最大化钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)。与先前已有的基于异质结的 PSCs 不同,韩国蔚山国立科学技术院&高丽大学研究团队引入一种全新的局域相位调制异质结构,它能够对 PSCs 产生上述效果。在该结构中,我们将大量新开发的有机半导体(CY 分子)掺入整个钙钛矿晶格以及其表面和晶界。 这种局域相位调制异质结构 PSCs 实现了 26.0% 的优异 PCE(认证值为 25.28%)。多种表征证实了掺入 CY 的器件相比未掺入 CY 的参考器件

隆基绿能最新 Nature:认证34.58%!代号HTL201!不对称SAMs用于高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池!来源:钙钛矿人 发布时间:2025-07-10 10:51:12

在纹理化硅基板上实现具有最佳封装配置的高度有序和均匀覆盖的自组装单层(SAM)仍然是进一步提高钙钛矿/硅叠层太阳能电池(TSC)效率的关键挑战。