一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法与流程

本发明涉及交通领域光伏新能源建设领域，尤其涉及一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法。

背景技术：

1、高速公路其里程持续增长，其沿线边坡、互通等区域占有大量闲置未利用土地资源。若能利用这些闲置土地开发光伏电站，既可充分利用土地资源，又可以给高速公路提供低价绿色能源，节约运营成本。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术的不足之处，提出了一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，建立包括高速公路边坡光伏能源潜力评估、光伏边坡水土稳定评价及边坡光伏行车眩光评价。

2、本发明为达到上述发明目的，具体包括如下步骤：

3、一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，包括以下步骤：

4、s1，高速公路边坡光伏能源潜力评估；

5、首先收集项目所在地太阳辐射数据以及地理位置数据，确定总辐射值qhr、纬度值ω及边坡坡度β，然后计算倾斜面上的总辐射值rhr，单位为(kwh/m2)；

6、

7、进一步的，判定边坡光伏能源潜力状况，若rhr≥g，则表明该处光伏能源丰富，适宜建设边坡光伏，进行第二步判定；若rhr＜g，则表面该处光伏能源一般，不适宜建设边坡光伏；其中g为太阳能资源丰富等级的分级阈值，取1050kwh/m2；

8、s2，高速公路边坡光伏建设后边坡水土稳定评价；

9、搜集边坡地质条件、光伏系统基础形式及埋深条件，得到边坡安全系数f、坡度β、粘聚力τ、内摩擦角u参数，构建稳定性综合评价模型，计算边坡稳定性指数bgw，具体公式如下：

10、bgw＝∑(wn·bn)，式子中n分别为f、β、τ和u；bn为稳定性因子，wn为以上四个参数的权重因子，0＜wn＜1，且∑(wn)＝1，可根据层次分析法确定。

11、进一步的，进行判定边坡水土稳定性状况，若bgw不大于0.5，则表明该处边坡水土稳定性好，适宜建设边坡光伏，进行第三步判定，若bgw大于0.5，则表明该处边坡水土稳定性不好，不适宜直接建设边坡光伏，需采取边坡稳定或水土保持的相关措施后建设；

12、s3，高速公路边坡光伏行车眩光评价；

13、构建眩光评价模型，计算得到眩光指数gxg，具体公式如下：

14、gxg＝a·log ple+b·logδ+c·log(ple·λ)

15、式中ple为区域晴天平均亮度值，单位为cd/m2；λ为光伏板表面逆反射系数，δ为光伏板反射光与驾乘人员夹角，模型系数a、b、c取2、-2.52、-0.56、；

16、进一步的，进行高速公路边坡光伏眩光状况评价，若gxg≤gx，则表明高速公路边坡光伏眩光会对行车驾驶造成影响，若gxg>gx，则表面高速公路边坡光伏眩光不会引起人不舒适状况，不会对行车驾驶造成影响，其中gx为眩光引起人不舒适度的界限值，其值取5。

17、本发明的进一步技术：

18、优选的，步骤s2中稳定性因子bn计算公式如下：

19、其中a、b取1.15～1.75；

20、其中a、b、c、d取0°、20°、50°、90°；

21、其中a、b取0、90kpa；

22、其中a、b取10°、40°。

23、优选的，步骤s3中光伏板反射光与驾乘人员夹角δ，根据以下公式计算：

24、

25、式中h2、h1分别为光伏板离道路垂直距离的最大值和最小值，l为道路行车线离光伏板水平最小距离，单位为m，θ为安装角度。

26、优选的，步骤s3中区域晴天平均亮度值ple根据以下公式计算：下公式计算：

27、ple＝a·(rhr·γ)3+b·(rhr·γ)2+c·(rhr·γ)+d，

28、式中a、b、c、d取0.002、-0.369、179.94、-798.01；其中γ为太阳辐射中可见光的比例，取44％。

29、与已有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：

30、本发明针对国内高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法的技术空白，建立边坡光伏建设适宜性评价内容及方法，用于指导高速公路边坡光伏建设，可有效推动推动交能融合建造技术进步。

31、建立的光伏建设适宜性评价方法，先从边坡光伏能源潜力的评估，确定边坡斜面区域的太阳能资源禀赋状况，再对边坡的结构稳定性及水土保持的稳定性进行评价，最后对高速公路边坡光伏行车眩光状况进行评价，评价内容完整，逐级定量评价，指导性强。

技术特征：

1.一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，其特征在于，步骤s2中稳定性因子bn计算公式如下：

3.根据权利要求1中所述的一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，其特征在于，步骤s3中光伏板反射光与驾乘人员夹角δ，根据以下公式计算：

4.根据权利要求1中所述的一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，其特征在于，步骤s3中区域晴天平均亮度值ple根据以下公式计算：下公式计算：

技术总结
本发明提供了一种高速公路边坡光伏建设适宜性评价方法，包括以下步骤：S1,根据项目所在地太阳辐射数据、地理位置数据及边坡坡度数据，计算倾斜面上的总辐射值RHR，并进行边坡光伏能源潜力的评估。S2,根据稳定性因子边坡安全系数、坡度、粘聚力、内摩擦角等参数，构建稳定性综合评价模型，计算边坡稳定性指数BGW，进行边坡水土保持的稳定性评价。S3,根据高速公路边坡光伏布置等参数，计算行车眩光范围及眩光指数，进行行车眩光状况评价。本发明能够依次逐级进行定量评价，内容完整，填补国内边坡光伏适宜性评价的技术空白，指导高速公路边坡光伏建设，可进一步推动交能融合建造技术进步。

技术研发人员：牛京涛,沈国栋,吴志刚,张玉斌,秦卫,任园,王春红,鲍世辉,王祥彪,方肖立,谢敏,马婧
受保护的技术使用者：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21