[发明专利]一种山地光伏阵列等效最佳倾角平面的三维布置方法

权利要求书

1.一种山地光伏阵列等效最佳倾角平面的三维布置方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取坡角θ、光伏阵列相对于水平面的最佳倾角α，以及坡面的方位角β₁；

根据θ、α、β₁和光伏阵列平面及坡面的解析几何模型得出满足光伏阵列处于最佳倾角平面内并与山体表面相切条件的光伏阵列平面与坡面的夹角α₁、光伏阵列平面与参考平面的夹角α₂、光伏阵列相对于水平面的方位角β，以及光伏阵列的基线斜率γ，所述参考平面指的是经过光伏阵列平面与坡面的交线，并与过所述交线的铅垂面相垂直的面，具体为：

根据θ、α、β₁及光伏阵列平面与坡面的几何关系得出光伏阵列平面的法向量、坡面的法向量及所述铅垂面的法向量；

根据光伏阵列平面和坡面的法向量得出光伏阵列平面与坡面的夹角α₁的余弦值，进而得到α₁；

根据坡面的法向量和所述铅垂面的法向量得出坡面与所述铅垂面的夹角余弦值，再根据所述夹角余弦值和α₁得到α₂；

根据θ、α及光伏阵列平面与坡面的几何关系得出β的余弦值和γ的余弦值，进而得到β和γ；

所述坡面朝向为正西朝向时，

光伏阵列相对于水平面的方位角β_西具体为：

光伏阵列平面与坡面的夹角α_1西具体为：

α_1西＝arccos(cosθcosα)；

光伏阵列平面与参考平面的夹角α_2西具体为：

光伏阵列的基线斜率γ_西具体为：

其中，和分别为坡面朝向为正西朝向或正东朝向时坡面的法向量、光伏阵列平面的法向量和所述铅垂面的法向量。

2.根据权利要求1所述的三维布置方法，其特征在于，所述坡面朝向为正西朝向或正东朝向时，

坡面的法向量为：

光伏阵列平面的法向量为：

所述铅垂面的法向量为：

3.根据权利要求2所述的三维布置方法，其特征在于，所述坡面朝向为正东朝向时，

光伏阵列相对于水平面的方位角β_东具体为：

光伏阵列平面与坡面的夹角α_1东具体为：

α_1东＝arccos(cosθcosα)；

光伏阵列平面与参考平面的夹角α_2东具体为：

光伏阵列的基线斜率γ_东具体为：

4.根据权利要求1所述的三维布置方法，其特征在于，所述坡面朝向为南偏西朝向或南偏东朝向时，

坡面的法向量为：

光伏阵列平面的法向量为：

所述铅垂面的法向量为：

5.根据权利要求4所述的三维布置方法，其特征在于，所述坡面朝向为南偏西朝向时，

光伏阵列相对于水平面的方位角β_南偏西具体为：

光伏阵列平面与坡面的夹角α_1南偏西具体为：

α_1南偏西＝arccos(cosβ₁sinθsinα+cosθcosα)；

光伏阵列平面与参考平面的夹角α_2南偏西具体为：

光伏阵列的基线斜率γ_南偏西具体为：

6.根据权利要求4所述的三维布置方法，其特征在于，所述坡面朝向为南偏东朝向时，

光伏阵列相对于水平面的方位角β_南偏西具体为：

光伏阵列平面与坡面的夹角α_1南偏东具体为：

α_1南偏东＝arccos(cosβ₁sinθsinα+cosθcosα)；

光伏阵列平面与参考平面的夹角α_2南偏东具体为：

光伏阵列的基线斜率γ_南偏东具体为：