(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211107498.2 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 朱丽　杜照怡　 (74)专利代理 机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 专利代理师 李文洋 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06T 17/30(2006.01) H02S 20/23(2014.01) (54)发明名称 在基于参数化平台的曲面 光伏集成方法 (57)摘要 本发明涉及光伏建筑一体化集成设计技术 领域， 特别是一种在基于参数化平台的曲面光伏 集成方法。 包括下述步骤： 获取需要布置光伏的 曲面屋顶的三维模型； 获取用于集成的柔性基底 光伏组件的三维模型， 将光伏组件分为两个层 级： 第一个层级为多个组件相连形成一个组串； 第二个层级 为2‑16个组串结合形成一个阵列， 引 线相对的位置设置藏线盒， 将接线盒、 旁路二极 管和连接线隐藏其中， 每个组串行列之间预留光 伏检修通道； 建立曲面集成的参数化模型； 基于 步骤3生成光伏组件集成于曲面 建筑表皮的集成 效果图。 本发 明的方法流程基于参数化平台建立 了一种适合于建筑设计师的柔性光伏与 曲面屋 面形体的快速集成方法， 提高了设计效率。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115455538 A 2022.12.09 CN 115455538 A 1.一种在基于参数化平台的曲面 光伏集成方法， 其特 征在于， 包括下述 步骤： 步骤1， 获取需要布置光伏的曲面屋顶的三维模型； 步骤2， 获取用于集成的柔性基底光伏组件的三维模型， 将光伏组件分为两个层级： 第 一个层级为多个组件相连形成一个组串； 第二个层级为2 ‑16个组串结合形成一个阵列， 引 线相对的位置 设置藏线盒， 将接线盒、 旁路二极管和连接线隐藏其中， 每个组串 行列之间预 留光伏检修 通道； 步骤3， 建立曲面 集成的参数化模型； 步骤4， 基于步骤3生成光伏组件集成于曲面建筑表皮的集成效果图。 2.根据权利要求1所述的在基于参数化平台的曲面光伏集成方法， 其特征在于， 步骤1 中， 需在Rhino软件中建立曲屋面三维模型后， 通过Grasshopper平台surface电池进行拾 取。 3.根据权利要求1所述的在基于参数化平台的曲面光伏集成方法， 其特征在于， 步骤2 中， 需在Rhi no软件中建立 柔性光伏阵列模型后， 通过Gras shopper平台brep电池进行拾取。 4.根据权利要求1所述的在基于参数化平台的曲面光伏集成方法， 其特征在于， 步骤3 中， 利用Grasshopper平台中， Grasshopper ‑boundingbox， 能够生成一个能包裹目标物 体的 最小box。 grasshopper ‑SurfaceBox， 则提取需要集成光伏的复杂曲面， 然后 提取四个点直 线连接挤出厚度H生 成TwistedBox， 在这一部 分， 将进行简化运算， 将曲面简化为拼接直面， 最后根据Reference端输入的正常box和T端输入的Twistedbox之间的形变关系对物体对应 变形放置 到T端输入的Tw istedbox内， 得到曲面 集成的参数化模型， 实现曲面 光伏排布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115455538 A 2在基于参数化平台的曲面光 伏集成方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 光伏建筑一体化集成设计技术领域， 特别是一种在基于参数化平台 的 曲面光伏集成方法。 背景技术 [0002]BIPV光伏建筑一体化， 是将太阳能光伏电池安装在建筑的围护结构外表面来提供 电力的技术， 是实现建筑节能的重要手段之一。 建筑师在方案 设计阶段就应确定 建筑形体、 光伏板位置、 排布方式、 光伏材料的种类和色彩等问题， 并由此决定了该项目的光伏发电效 果和建筑表现力。 [0003]随着人们对建筑功能性和艺术性要求的提高， 以多变性与动态感为特点的自由曲 面屋面建筑在建筑设计中广泛应用， 数字信息技术也在快速影响着建筑的设计生成。 柔性 光伏组件与参数化设计的出现给此类建筑表皮设计带来了新的思路， 新型柔性薄膜光伏组 件可直接贴合于建筑表面。 参数化软件在数据 交换方面起着很好的协作辅助作用， 它利用 数据之间的逻辑串联和信息数据的传递， 将复杂的曲面模型参数化转变为可视化、 可控化， 提升了设计质量和施工安全。 更有利于设计师在设计阶段对于光伏建筑集成效果的把握。 [0004]现有曲面光伏排布一般通过将复杂曲面简化为多个连续平面的方式进行， 此类方 法集成的曲面连续度、 美观性较低， 当遇到曲率较大的位置分割十 分复杂， 且一般柔性光伏 组件的使用年限为25 ‑30年， 而具有曲面形态的建筑使用年限一般在50年以上， 且日常落 灰、 降雨降雪都会对光伏发电效益产生影响， 光伏在布置时也应考虑布置检修通道、 以及光 伏连线等影响排布视觉效果的实际因素。 因此目前需要一种从光伏使用情况出发提供一种 适合于建筑设计师的曲面 光伏建筑集成方法。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本发明的目的是从光伏使用情况出发， 基于参数化平台提供一种适合 于建筑设计师 的曲面光伏建筑集成方法， 以最大化的利用屋面空间来进行光伏发电。 基于 参数化平台进 行光伏组件与建筑屋面的三维模型的建立， 通过参数化手段与可视化窗口实 现曲面与光伏的快速排布， 为建筑设计师在设计阶段提供切实可行的设计流程与技术工 具。 [0006]为实现本发明的目的所采用的技 术方案是： [0007]步骤1， 获取需要布置光伏的曲面屋顶的三维模型； [0008]步骤2， 获取用于集成的柔性基底光伏组件的三维模型， 将光伏组件分为两个层 级： 第一个层级为多个组件相连形成一个组串； 第二个层级为2 ‑16个组串结合形成一个阵 列， 引线相对的位置 设置藏线盒， 将接线盒、 旁路二极管、 连接线等隐藏其中， 既防止阳光直 射和雨水侵 蚀， 又不会影响建筑物的外观效果， 达到与建筑物的完美结合。 同时每个组串 行 列之间预留光伏检修 通道， 兼顾防排水、 排雪等功能； [0009]步骤3， 建立曲面 集成的参数化模型；说　明　书 1/3 页 3 CN 115455538 A 3