一种分布式追踪光伏阵列安装利用潜力计算方法及系统

本技术涉及光伏发电，具体涉及一种分布式追踪光伏阵列安装利用潜力计算方法及系统。

背景技术：

1、城市建筑、农村建筑屋顶是优良的光照接收区，具有较好的太阳能应用价值。分布式追踪光伏阵列具有灵活、便捷等优点，且可以大幅度减少传统电能的应用，有效促进建筑绿色、零碳发展。目前，国家已出台众多政策鼓励分布式光伏应用技术，光伏建筑一体化技术亦是国家的未来重要发展方向。分布式追踪光伏阵列可增加约10％光照辐射量，有效地提升光伏组件的发电量，然而，分布式追踪光伏阵列中的各排光伏组件不停运动，结合前后各排的相互影响，从而使各区域的光伏组件表面换热情况差异化分布，从而造成光伏阵列的发电性能不均匀化以及光伏阵列的发电性能估算不准确，因此，如何精确估算并因地制宜的设计分布式追踪光伏阵列需要进一步研究。

2、目前，针对建筑分布式追踪光伏阵列的性能计算方法，有基于定角度(例如，公告号cn117291478b、专利名称光伏系统碳减排计算方法及装置、存储介质、计算机设备)、年均太阳辐照量(例如，cn117911876b、专利名称光伏利用潜力的计算方法及装置、存储介质、电子装置)等，由于建筑物屋顶的光伏阵列的空气流动模式存在上游对下游的遮挡，会使建筑物屋顶与光伏阵列表面空气流动状态呈非均匀分布，从而造成各区域(例如、阵列前排、侧边、中心、尾部等)屋顶表面与光伏组件上下表面强迫对流换热系数的骤变，同时现有技术中的计算方法并没有考虑上述风环境的差异会对各个光伏板的发电性能造成影响，从而对整个分布式追踪光伏阵列的总发电性能预测不准，从而存在无法准确评估追踪分布式光伏阵列生命安装利用潜力的不足。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种分布式追踪光伏阵列安装利用潜力计算方法及系统，从而达到对分布式追踪光伏阵列的安装利用潜力评估的技术效果。

2、本技术实施例第一方面公开分布式追踪光伏阵列安装利用潜力计算方法，包括：

3、s1、根据目标建筑物信息获得分布式追踪光伏阵列的设计方案；

4、s2、模拟获得分布式追踪光伏阵列中各个光伏组件的风热环境数据，并获得光伏组件表面换热系数；

5、s3、根据所述分布式追踪光伏阵列的设计安装方案和单日环境参数，并结合所述光伏组件表面换热系数获得光伏组件发电功率；

6、s4、根据光伏组件的数量，获得分布式追踪光伏阵列的总发电功率；

7、s5、根据光伏组件寿命期和光伏组件年衰减特性参数，并根据所述分布式追踪光伏阵列的总发电功率获得分布式追踪光伏阵列生命周期内的总发电功率；

8、s6、根据电交易与碳交易收益获得分布式追踪光伏阵列的回收周期，并根据所述分布式追踪光伏阵列的回收周期评估分布式追踪光伏阵列的安装利用潜力。

9、在一个实施方式中，所述步骤s2包括：

10、s21、通过光伏阵列风洞试验平台测试得到不同风速、不同风向条件下各个光伏组件表面风速的试验值vs；

11、s22、通过流体力学软件建立光伏阵列风环境模型并模拟不同风速、不同风向条件下各个光伏组件表面风速的模拟值vm，验证vs与vm之间的误差小于等于10％时、就可以通过所述光伏阵列风环境模型提供的参数获得光伏组件表面换热系数；

12、s23、所述光伏组件表面换热系数通过计算公式(1)获得；所述计算公式(1)为：

13、hpv_i＝ai+bivi(1)

14、其中，hpv_i为光伏组件表面换热系数，ai与bi为光伏组件换热系数一次方程参数，可通过所述步骤22中验证后的光伏阵列风环境模型模拟得到，vi为光伏组件表面风速，可通过所述步骤22中验证后的光伏阵列风环境模型模拟得到。

15、在一个实施方式中，所述步骤s3包括所述光伏组件发电功率通过计算公式(2)和(3)获得，所述计算公式(2)和(3)为：

16、

17、epv_i＝ζgτηr(1-br(tpv_i-t))(3)

18、其中，dpv与dg分别为光伏电池片和玻璃基板的厚度；ρpv与ρg分别为光伏电池片和玻璃基板的密度；cpv与cg分别为光伏电池片和玻璃基板的比热容；tair_i与tpv_i分别为空气和光伏组件温度；g光照强度；(τα)为玻璃基板光照透过率；hpv_i为光伏组件表面换热系数；epv_i为光伏组件发电功率。

19、在一个实施方式中，所述步骤s4包括所述分布式追踪光伏阵列的总发电功率通过计算公式(4)获得，所述计算公式(4)为：

20、

21、其中，epv_t为分布式追踪光伏阵列的总发电功率，epv_i为光伏组件发电功率，n为光伏组件数量。

22、在一个实施方式中，所述步骤s5包括所述分布式追踪光伏阵列生命周期内的总发电功率通过计算公式(5)获得，所述计算公式(5)为：

23、

24、其中，ey_pv_t为分布式追踪光伏阵列生命周期内的总发电功率，epv-ti为分布式追踪光伏阵列的全年总发电功率,k为光伏组件寿命期；yi为光伏组件年衰减特性参数。

25、在一个实施方式中，所述步骤s6包括分布式追踪光伏阵列的回收周期通过计算公式(6)获得，所述计算公式(6)为：

26、

27、其中，sei为分布式追踪光伏阵列所在地区的光伏发电上网补贴价格；cyi为当年节碳量；sci为当年碳交易价格；mpv为分布式追踪光伏阵列的初始投资金额；eyi_pv_t为ey_pv_t；t为回收周期。

28、在一个实施方式中，所述目标建筑物信息包括建筑物的屋顶类型、建筑物的构型、建筑物的屋顶尺寸或建筑物的屋顶形状。

29、在一个实施方式中，所述步骤s1包括根据所述目标建筑物信息选择适合尺寸的光伏组件，通过计算公式(7)获得光伏组件的前后间距，并以最大光伏覆盖率为原则获得所述分布式追踪光伏阵列的设计方案，所述计算公式(7)为：

30、d＝h*cosγ/tanα (7)

31、其中，d为光伏组件的前后间距，h为光伏组件的高度，γ是太阳方位角，α是太阳高度角。

32、所以本技术通过获得较为准确的光伏组件表面换热系数数据，从而提高了分布式光伏阵列生命周期内的总发电功率的计算结果，从而达到对分布式追踪光伏阵列的安装利用潜力评估的技术效果。

33、本技术实施例第二方面公开分布式追踪光伏阵列安装利用潜力计算系统，包括：

34、分布式追踪光伏阵列换热系数计算模块，分布式追踪光伏阵列换热系数计算模块用于模拟获得分布式追踪光伏阵列中各个光伏组件的风热环境数据，并获得光伏组件表面换热系数；

35、分布式追踪光伏阵列光伏组件发电功率计算模块，分布式追踪光伏阵列光伏组件发电功率计算模块用于根据所述分布式追踪光伏阵列的设计安装方案和单日环境参数，并结合所述光伏组件表面换热系数获得光伏组件发电功率；

36、分布式追踪光伏阵列总发电功率计算模块，分布式追踪光伏阵列总发电功率计算模块用于根据光伏组件的数量，获得分布式追踪光伏阵列的总发电功率；

37、分布式追踪光伏阵列生命周期内的总发电功率计算模块，分布式追踪光伏阵列生命周期内的总发电功率计算模块用于根据光伏组件寿命期和光伏组件年衰减特性参数，并根据所述分布式追踪光伏阵列的总发电功率获得分布式追踪光伏阵列生命周期内的总发电功率；

38、分布式追踪光伏阵列回收周期计算模块，分布式追踪光伏阵列回收周期计算模块用于根据电交易与碳交易收益获得分布式追踪光伏阵列的回收周期。

39、所以本技术提供的系统通过采用分布式追踪光伏阵列安装利用潜力计算方法，可以获得较为准确的光伏组件表面换热系数数据，从而提高了分布式光伏阵列生命周期内的总发电功率的计算结果，从而达到对分布式追踪光伏阵列的安装利用潜力评估的技术效果。