3、PVSYST建模仿真

PVSYST軟件內置了太陽高度角和方位角的計算引擎，如圖14所示為通過該軟件查閱的南京地區冬至日太陽時9時的太陽高度角和方位角，其值和上文理論計算值也非常吻合。

圖14南京地區太陽高度角和方位角PVSYST計算值

在PVSYST陰影建模設置里面，根據天窗的構造選擇相應的模型，如圖15所示，輸入天窗相關參數，設置完后，再建立女兒墻和矩形光伏陣列區域(RectangularPVPlane)，參照圖16，具體的建模方法可以參考PVSYST5.X/6.0的使用手冊，建模完成后整體的效果參照圖17。

圖15天窗建模參數設置

圖16天窗西(東)立面

圖17PVSYST天窗模型

最后選擇冬至日太陽時9時對天窗的陰影進行動態模擬，圖18為陰影模擬結果，對于陰影的長度可使用軟件中的直尺工具進行測量。

圖18冬至日9時陰影模擬結果

4、PVSYST仿真和CAD法測量結果比較

PVSYST仿真的優點在于其可視化效果較強，其缺點在于建模需要耗費一定的時間，另外模擬后還需要對影長進行手動的拉線測量，圖19為CAD法繪制的陰影區域，對其中幾個關鍵點之間的長度進行了標注，PVSYST模擬結果的手動測量值參考圖20。從兩者數據對比來看，結果非常接近，PVSYST測量的精度只顯示兩個小數點位置，但實際工程中厘米級別的誤差基本可以忽略，因此也滿足實際的設計要求了。

圖19陰影區域CAD法測算(單位：mm)

(A)(B)

(C)(D)

圖20PVSYST模擬結果手動測量值(單位：m)

小結

文章通過數學角度針對坡屋面上的遮擋物影長公式進行了求解，并指出公式應用存在的局限性，結合實際案例對天窗的陰影進行了精確的分析，介紹了公式法、CAD法和PVSYST建模法的應用并對三種方法求解的結果進行了比較，公式法和CAD法兩者在本質上其實是相通的，因此值也是相同的。PVSYST法模擬時軟件計算的冬至日9時太陽高度角和方位角的值和公式計算非常吻合，因此模擬結果也具有較高的準確性。相比之下，PVSYST建模過程稍麻煩些，公式法和CAD法則更為簡便。在實際設計時可根據不同的屋面選擇不同的方法，如水平屋面可使用理論公式計算，而對于坡屋面，若遮擋產生的陰影區域在同一平面內，可使用理論公式或CAD法計算，若不在同一平面內，需使用CAD法，倘若追求動態的可視化效果，可使用PVSYST軟件或SketchUp里面的Skelion插件作進一步的分析。