城市地區(qū)的建筑物，樹木和其他結構會導致太陽能模塊的遮擋，這會嚴重影響光伏系統(tǒng)的性能。準確評估這種性能以及光伏系統(tǒng)的相關價格/性能將有助于它們在城市環(huán)境中的整合。有幾種工具可用于模擬光伏系統(tǒng)的能量產(chǎn)出。這些工具基于確定太陽能模塊上的輻照度的數(shù)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接收的年度輻照。然而，要準確確定光伏系統(tǒng)在城市環(huán)境中產(chǎn)生的電量并不容易。當前的模擬在計算上要求很高，因為必須考慮由太陽的年度運動引起的周圍物體的動態(tài)陰影。

兩個參數(shù)

一種新方法簡化了計算，使用戶能夠在保持高精度的同時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在特定城市地點接收的年度輻射之間的相關性。該方法在Nature Energy發(fā)表的一項研究中得到了解釋和驗證日志。該研究表明，城市環(huán)境中選定表面接收的年度太陽輻射總量可以使用從天際線剖面得出的兩個參數(shù)來量化：天空視角系數(shù)和太陽覆蓋系數(shù)。雖然第一參數(shù)用于估計來自漫射太陽光分量的輻射，但第二參數(shù)指示來自直射陽光分量的輻射?？梢詮奶祀H線輪廓輕松快速地獲得這兩個參數(shù)。該研究表明，使用這兩個參數(shù)可以顯著降低問題的計算復雜性。

軟件工具箱

電氣可持續(xù)能源系博士生AndrésCalcabrini在Olindo Isabella博士和Miro Zeman教授的監(jiān)督下開發(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，該工具箱可以精確計算任何位置的光伏系統(tǒng)的能量產(chǎn)出。PVMD集團負責人Olindo Isabella說：“我們的快速方法集成在用于計算太陽能潛力的軟件工具中，可以極大地促進城市規(guī)劃框架中集成光伏系統(tǒng)的建筑物的設計和分配。它還將幫助投資者做出集成決策建筑物和其他城市地區(qū)的光伏系統(tǒng)。“