确定潜在太阳能安装表面积的系统和方法
【专利说明】CN 104704299 A 说明书 1/4页 确定潜在太阳能安装表面积的系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年8月28日申请的美国临时专利申请No. 61/693, 787的权益， 该专利的内容通过引用而并入本申请中。
技术领域
[0003] 本发明一般涉及确定适合安装太阳能电池板的位置的系统和方法，更具体地说， 本发明涉及能够确定构筑物太阳能安装表面积的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 世界能源需求增加，能源越来越难获取，需要再生能源强化技术。除传统能源之 外，可以利用其它替代能源产生系统。这些系统包括水力发电、能量热转化和机械转化、风 力和太阳能。为了满足世界日益增加的能源需求，增加太阳能的使用量是必然的。
[0005] 太阳能系统发电或加热水的有效性取决于利用太阳能的具体位置。肉眼评估和手 动估计可以对太阳能产生点的效率和有效性提供一些指示。
[0006]目前在先有技术中，评估构筑物放置太阳能电池板的潜力以产生动力的评估方法 劳动强度较大。典型的房屋评估包括利用各种仪器及爬到指定表面上，通过估计可能产生 的KW -小时来评估太阳能动力潜力。这样做还要考虑其它构筑物和物体的阴影形式的影 响。然后，评估预期的投资回报率。如果构筑物具有必要的几何规格及合理的年日光照射 量，然后，推荐符合要求投资回报率（ROI)的某一尺寸的太阳能系统。但是，这一过程耗时 较多，成本相对高昂。
[0007] 值得注意的是，评估构筑物放置太阳能电池板的潜力的在线解决方案是本领域熟 悉的，正如名称为"Method and systems for Provisioning Energy Systems (提供能量 系统的方法和系统）"的美国专利US 8, 417, 061所描述的那样。但是，这种先有技术的解 决方案通常需要手动操作，成本局昂，无法提供瞬时的、全球的覆盖率，描述的性能不充分。 力个先有技术解决方案，即名称为"System and Method for Identifying the Solar Potential of R00ft〇ps(确定屋顶太阳能潜力的系统和方法）"的美国专利US 7, 500, 391 描述了一种确定某一屋顶是否符合某一太阳能潜力标准的自动系统。但是，这些实施例取 决于输入的三维地图数据。获得及维持这些数据的成本非常高。
[0008]因此，提供一种经济高效、自动确定潜在太阳能安装表面积的解决方案，克服先有 技术的局限性是非常有利的。
【附图说明】
[0009]本发明的主题在说明书结尾的权利要求书中特别进行了指出和清楚地进行了说 明。根据下述详细说明及附图，本发明的上述目的和其它目的、特征和优点将显而易见。 [0010]图1是系统一个实施例的示意图；
[0011]图2是流程图，描述了确定太阳能安装表面积的一个实施例的操作； 4 CN 104704299 A 说明书 2/4页
[0012] 图3a是构筑物在第一位置的顶部图像；
[0013] 图3b是构筑物在第二位置的顶部图像；
[0014] 图4是根据投影确定构筑物相对高度的实施例的示意图；
[0015] 图5a是确定屋顶图形的示意图；及
[0016] 图5b是确定屋顶图形的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 本发明公开的实施例只是本发明创新性教导许多有益用途的实例，注意到这一点 是非常重要的。一般说来，本申请说明书的陈述并不一定限制任何各种要求保护的发明。此 外，有些陈述可能适用于某些发明特征，但并不适用于其它发明特征。通常，除非特别声明， 单数元件可能是复数，反之亦然，并不会丧失通用性。在图中，在几个视图中，类似的数字指 的是类似的部分。
[0018] 一种识别位置内的表面以用于确定安装在该表面上的太阳能电池板的发电潜力 的系统及方法。该系统接收一个位置的地址并提取所述位置的顶部图像。该系统配置用于 识别所述位置内表面的轮廓、表面倾斜度及投射在所述位置上的阴影。这种确定由与轮廓 表面（outlined surface)有关的图形及根据轮廓面积确定太阳能电池板的潜在安装面积 组成。所述系统进一步将这一信息与其它类型的信息（包括日光路径及经济刺激措施）相 结合，从而确定提议太阳能系统的发电能力及经济可行性。在一个实施例中，所述系统以所 述位置顶部图像上的覆盖量的形式显示潜在安装面积。
[0019] 参考图1，图1描述了用于评估有效太阳能表面的系统100的一个实施例的示例 性和非限制性示意方框图。服务器110与网络120连接。网络120可以是无线网、蜂窝或 有线网、局域网（LAN)、广域网（WAN)、城域网（MAN)、因特网、万维网（WWW)、类似网络及这些 网络的任何组合。服务器110配置用于接收具体位置的地址。服务器110通过130-N与多 个数据源130-1通信连接。数据源1 3〇配置用于收集和提供地球地图图像，如地图 及类似数据源。在本发明的一个实施例中，系统100可以进一步包括能够储存多个地球地 图图像的数据库140。服务器110包括与存储器114连接的处理单元112。存储器114储 存指令，当处理单元Il 2执行这些指令时，配置服务器110从一个或多个数据源130提取一 个位置的顶部图像。存储器114进一步包含指令，当处理单元112执行这些指令时，配置服 务器110对提取的图像进行分析，识别图形及至少一个相关面。存储器114进一步包含指 令，当处理单元Il 2执行这些指令时，配置服务器110,对提取的图像进行分析，识别所提取 图像内构筑物的表面轮廓。通过识别各条直线，并对构成与屋顶轮廓有关的多边形的各条 直线组合进行匹配，在每个屋顶轮廓内，搜索与表面有关的图形，从而做到这一点。在另一 个实施例中，通过统计学上审查通常与屋顶有关的轮廓角度，将识别的各条直线与通常与 屋顶有关的轮廓角度进行对比，从而实现这种确定。
[0020] 根据与表面有关的图形，处理单元112配置用于确定安装太阳能电池板的表面。 图形每个面内可用面积的确定，例如，是通过识别表面的结构均匀性来实现的。在一个实施 例中，通过确定视点变换和表面法线（例如，