確定潛在太陽能安裝表面積的系統(tǒng)和方法
【專利說明】CN 104704299 A 說明書 1/4頁 確定潛在太陽能安裝表面積的系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年8月28日申請的美國臨時專利申請No. 61/693, 787的權(quán)益， 該專利的內(nèi)容通過引用而并入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般涉及確定適合安裝太陽能電池板的位置的系統(tǒng)和方法，更具體地說， 本發(fā)明涉及能夠確定構(gòu)筑物太陽能安裝表面積的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 世界能源需求增加，能源越來越難獲取，需要再生能源強(qiáng)化技術(shù)。除傳統(tǒng)能源之 外，可以利用其它替代能源產(chǎn)生系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括水力發(fā)電、能量熱轉(zhuǎn)化和機(jī)械轉(zhuǎn)化、風(fēng) 力和太陽能。為了滿足世界日益增加的能源需求，增加太陽能的使用量是必然的。
[0005] 太陽能系統(tǒng)發(fā)電或加熱水的有效性取決于利用太陽能的具體位置。肉眼評估和手 動估計可以對太陽能產(chǎn)生點的效率和有效性提供一些指示。
[0006]目前在先有技術(shù)中，評估構(gòu)筑物放置太陽能電池板的潛力以產(chǎn)生動力的評估方法 勞動強(qiáng)度較大。典型的房屋評估包括利用各種儀器及爬到指定表面上，通過估計可能產(chǎn)生 的KW -小時來評估太陽能動力潛力。這樣做還要考慮其它構(gòu)筑物和物體的陰影形式的影 響。然后，評估預(yù)期的投資回報率。如果構(gòu)筑物具有必要的幾何規(guī)格及合理的年日光照射 量，然后，推薦符合要求投資回報率（ROI)的某一尺寸的太陽能系統(tǒng)。但是，這一過程耗時 較多，成本相對高昂。
[0007] 值得注意的是，評估構(gòu)筑物放置太陽能電池板的潛力的在線解決方案是本領(lǐng)域熟 悉的，正如名稱為"Method and systems for Provisioning Energy Systems (提供能量 系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)）"的美國專利US 8, 417, 061所描述的那樣。但是，這種先有技術(shù)的解 決方案通常需要手動操作，成本局昂，無法提供瞬時的、全球的覆蓋率，描述的性能不充分。 力個先有技術(shù)解決方案，即名稱為"System and Method for Identifying the Solar Potential of R00ft〇ps(確定屋頂太陽能潛力的系統(tǒng)和方法）"的美國專利US 7, 500, 391 描述了一種確定某一屋頂是否符合某一太陽能潛力標(biāo)準(zhǔn)的自動系統(tǒng)。但是，這些實施例取 決于輸入的三維地圖數(shù)據(jù)。獲得及維持這些數(shù)據(jù)的成本非常高。
[0008]因此，提供一種經(jīng)濟(jì)高效、自動確定潛在太陽能安裝表面積的解決方案，克服先有 技術(shù)的局限性是非常有利的。
【附圖說明】
[0009]本發(fā)明的主題在說明書結(jié)尾的權(quán)利要求書中特別進(jìn)行了指出和清楚地進(jìn)行了說 明。根據(jù)下述詳細(xì)說明及附圖，本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。 [0010]圖1是系統(tǒng)一個實施例的示意圖；
[0011]圖2是流程圖，描述了確定太陽能安裝表面積的一個實施例的操作； 4 CN 104704299 A 說明書 2/4頁
[0012] 圖3a是構(gòu)筑物在第一位置的頂部圖像；
[0013] 圖3b是構(gòu)筑物在第二位置的頂部圖像；
[0014] 圖4是根據(jù)投影確定構(gòu)筑物相對高度的實施例的示意圖；
[0015] 圖5a是確定屋頂圖形的示意圖；及
[0016] 圖5b是確定屋頂圖形的示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明公開的實施例只是本發(fā)明創(chuàng)新性教導(dǎo)許多有益用途的實例，注意到這一點 是非常重要的。一般說來，本申請說明書的陳述并不一定限制任何各種要求保護(hù)的發(fā)明。此 外，有些陳述可能適用于某些發(fā)明特征，但并不適用于其它發(fā)明特征。通常，除非特別聲明， 單數(shù)元件可能是復(fù)數(shù)，反之亦然，并不會喪失通用性。在圖中，在幾個視圖中，類似的數(shù)字指 的是類似的部分。
[0018] 一種識別位置內(nèi)的表面以用于確定安裝在該表面上的太陽能電池板的發(fā)電潛力 的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)接收一個位置的地址并提取所述位置的頂部圖像。該系統(tǒng)配置用于 識別所述位置內(nèi)表面的輪廓、表面傾斜度及投射在所述位置上的陰影。這種確定由與輪廓 表面（outlined surface)有關(guān)的圖形及根據(jù)輪廓面積確定太陽能電池板的潛在安裝面積 組成。所述系統(tǒng)進(jìn)一步將這一信息與其它類型的信息（包括日光路徑及經(jīng)濟(jì)刺激措施）相 結(jié)合，從而確定提議太陽能系統(tǒng)的發(fā)電能力及經(jīng)濟(jì)可行性。在一個實施例中，所述系統(tǒng)以所 述位置頂部圖像上的覆蓋量的形式顯示潛在安裝面積。
[0019] 參考圖1，圖1描述了用于評估有效太陽能表面的系統(tǒng)100的一個實施例的示例 性和非限制性示意方框圖。服務(wù)器110與網(wǎng)絡(luò)120連接。網(wǎng)絡(luò)120可以是無線網(wǎng)、蜂窩或 有線網(wǎng)、局域網(wǎng)（LAN)、廣域網(wǎng)（WAN)、城域網(wǎng)（MAN)、因特網(wǎng)、萬維網(wǎng)（WWW)、類似網(wǎng)絡(luò)及這些 網(wǎng)絡(luò)的任何組合。服務(wù)器110配置用于接收具體位置的地址。服務(wù)器110通過130-N與多 個數(shù)據(jù)源130-1通信連接。數(shù)據(jù)源1 3〇配置用于收集和提供地球地圖圖像，如地圖 及類似數(shù)據(jù)源。在本發(fā)明的一個實施例中，系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括能夠儲存多個地球地 圖圖像的數(shù)據(jù)庫140。服務(wù)器110包括與存儲器114連接的處理單元112。存儲器114儲 存指令，當(dāng)處理單元Il 2執(zhí)行這些指令時，配置服務(wù)器110從一個或多個數(shù)據(jù)源130提取一 個位置的頂部圖像。存儲器114進(jìn)一步包含指令，當(dāng)處理單元112執(zhí)行這些指令時，配置服 務(wù)器110對提取的圖像進(jìn)行分析，識別圖形及至少一個相關(guān)面。存儲器114進(jìn)一步包含指 令，當(dāng)處理單元Il 2執(zhí)行這些指令時，配置服務(wù)器110,對提取的圖像進(jìn)行分析，識別所提取 圖像內(nèi)構(gòu)筑物的表面輪廓。通過識別各條直線，并對構(gòu)成與屋頂輪廓有關(guān)的多邊形的各條 直線組合進(jìn)行匹配，在每個屋頂輪廓內(nèi)，搜索與表面有關(guān)的圖形，從而做到這一點。在另一 個實施例中，通過統(tǒng)計學(xué)上審查通常與屋頂有關(guān)的輪廓角度，將識別的各條直線與通常與 屋頂有關(guān)的輪廓角度進(jìn)行對比，從而實現(xiàn)這種確定。
[0020] 根據(jù)與表面有關(guān)的圖形，處理單元112配置用于確定安裝太陽能電池板的表面。 圖形每個面內(nèi)可用面積的確定，例如，是通過識別表面的結(jié)構(gòu)均勻性來實現(xiàn)的。在一個實施 例中，通過確定視點變換和表面法線（例如，