基于建筑信息模型的光伏设备自动优化铺设研究

随着分布式光伏技术的发展,现有的光伏系统在有着复杂环境的建筑系统中部署越来越多。由于光伏系统的发电能力严重受到周围环境和建筑本身等众多因素影响,在没有相关计算机工具的支持下,传统的基于专家经验的光伏建筑设计,设计过程复杂,成本高昂且光伏设备很难有最优的使用效率。文章提出构建基于建筑信息模型(building information model,BIM)的光伏设备自动铺设工具,利用BIM信息进行准确的阴影辐射分析;根据单位成本收益最大为目标优化函数,设计一种确定最优阵列间距和布局的铺设算法,并在建筑信息模型中自动进行光伏板的铺设部署。该设计在一个具体屋顶光伏铺设的案例得到应用,结果表明:相对于人工铺设的光伏设计,该设计效率提高500%,辐射量提高10.4%,光伏系统投资回报期减少0.91%。