【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航空安全，尤其是涉及一种光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法及系统。
技术介绍
1、目前随着越来越多的分布式光伏发电项目建设投产，来自光伏面板的闪烁和眩光的潜在危害已经成为公共安全的重点关注内容；闪烁被定义为短暂的闪光，眩光被定义为相对于环境照明而言更连续的过度亮度来源；而分布式光伏发电项目的闪烁和眩光的危害包括对眼睛的永久性伤害(例如视网灼伤)和暂时失明(例如视觉残留影响)，这可能会影响从分布式光伏发电项目现场附近的地面滑行和过顶飞行的飞行员的人眼视觉效果，存在较大的安全隐患。
2、相关技术中并没有制定一套通用的对分布式光伏发电项目的闪烁和眩光影响的标准，因而提供一种能够评估分布式光伏发电项目的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法具有实际的应用价值和意义。
技术实现思路
1、为了评估分布式光伏发电项目的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全的影响，本申请提供一种光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法及系统。
2、第一方面，本申请的专利技术目的采用如下技术方案实现：
3、光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，包括：
4、根据预设的镜面反射分析模型计算太阳光在不同距离的光伏面板中的聚焦反射镜镜面反射的光束辐照度和对应的人眼观察到的太阳反射图像尺寸；
5、基于不同的所述光束辐照度和太阳反射图像尺寸计算得到不同的光源对向角度和镜面反射的人眼的视网膜辐照度，基于不同的所述光源对向角度和相应的视网膜辐
6、根据预设的漫反射分析模型计算太阳光在不同的漫射源距离的漫射辐照度，基于所述漫射辐照度计算得到对应的漫反射的人眼的视网膜辐照度；
7、根据预设的安全影响分析模型结合镜面反射的视网膜辐照度和漫反射的视网膜辐照度分析聚焦反射镜镜面反射的闪烁和眩光对应的航空安全影响因素值。
8、通过采用上述技术方案，分布式光伏发电项目中的光伏面板包括不同类型的聚焦收集器(如点聚焦收集器和线聚焦收集器)中的聚焦反射镜，聚焦反射镜反射太阳光会产生闪烁和眩光，为了分析光伏面板反射造成的闪烁和眩光对航空安全的影响，先通过镜面反射分析模型计算聚焦反射镜的镜面太阳反射产生的光束辐照度，确定在不同距离的太阳光与聚焦反射镜中、人眼在聚焦反射镜中观察到的太阳反射图像尺寸；接着基于得到的不同的光束辐照度和对应的太阳反射图像尺寸确定光源对向角度和相应的视网膜辐照度，从而评估对人眼产生的视觉残留的概率和风险，不同的光源对向角度、视网膜辐照度相应的视觉残留概率和风险不尽相同；进一步地，光源反射产生的闪烁和眩光包括镜面反射和漫反射，通过漫反射分析模型计算太阳光在不同的漫射源距离的情况下接收的漫射辐照度，再基于不同的漫射辐照度确定漫反射的人眼的视网膜辐照度，然后通过结合机场安全运行的航空安全影响分析模型分析飞行员在飞行时因光伏面板产生的闪烁和眩光对应的航空安全影响因素值，以实现评估分布式光伏发电项目的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全的影响的效果。
9、本申请在一较佳示例中：所述聚焦反射镜镜面包括点聚焦反射镜镜面和线聚焦反射镜镜面，所述镜面反射分析模型包括点聚焦反射分析模型和线聚焦反射分析模型；所述根据预设的镜面反射分析模型计算太阳光在不同距离的光伏面板中的聚焦反射镜镜面反射的光束辐照度和对应的人眼观察到的太阳反射图像尺寸，具体包括：
10、预设的点聚焦反射分析模型和预设的线聚焦反射分析模型分别计算太阳光在不同距离的光伏面板中的聚焦反射镜镜面反射的光束辐照度和对应的人眼观察到的太阳反射图像尺寸；
11、所述预设的点聚焦反射分析模型如公式(1)所示：
12、设反射镜反射率为ρ，太阳光的直接法向辐照度为edni，点聚焦反射镜与太阳光束的面积集中比为c，光束辐照度ebeam的计算公式如下：
13、ebeam＝ρednic (1)
14、其中地球表面的直接法向辐照度edni设为0.1，假设点聚焦反射镜镜面面积为ah，半径为rh，太阳光光束面积为ax，距离反射镜距离x处光源横截面的光束半径为rx，太阳光源与点聚焦反射镜的距离为x，面积集中比c通过公式(2)计算：
15、
16、通过采用上述技术方案，为对点聚焦反射镜镜面太阳反射产生的光束辐照度ebeam进行计算，先通过点聚焦反射镜镜面面积ah和距离反射镜距离x处光源横截面的光束半径rx计算出点聚焦反射镜与太阳光束的面积集中比c；此时太阳光源的光束半径rx设定为圆形，从而通过面积集中比c结合公式(1)计算得到点聚焦反射镜镜面太阳反射产生的光束辐照度ebeam；光源与反射镜的距离为x，通过计算不同的点聚焦反射镜的反射率ρ与不同的面积集中比c得到点聚焦反射镜的光束辐照度ebeam，以便于后续分析点聚焦反射镜的视网膜辐照度。
17、本申请在一较佳示例中：所述光束半径rx包括光束发散度r1和在小于或大于焦距b的距离处太阳光束的聚焦和散焦特性r2；
18、光束发散度r1通过公式(3)进行计算：其中β/2是总太阳光束发散的半角，
19、
20、太阳光束的聚焦和散焦特性r2通过公式(4)进行计算：
21、
22、其中b是焦距，将公式(2)、(3)、(4)的计算结果代入公式(1)，当β/2足够小时，tan(β/2)的值约等于β/2，点聚焦反射镜镜面的光束辐照度ebeam的计算公式(5)：
23、
24、其中反射镜镜面的直径dh＝2rh。
25、通过采用上述技术方案，在计算公式(2)中的光源的光束半径rx时，由于实际的太阳光束在反射时光束会扩散，且在小于焦距b或大于焦距b的距离处的光束需考虑光束的散焦特性；r1是由于太阳对向角和点聚焦反射镜轮廓不精确(斜率误差)造成的光束扩散引起的，而r2代表在小于或大于焦距的距离处光束的聚焦和散焦特性，光束半径rx实际由光束发散度r1和光束的聚焦和散焦特性r2组成；通过公式(3)可知：距离反射镜x处的光束发散度r1由太阳半角(约4.7mrad)和由镜子误差引起的附加斜率误差来定义，如公式(3)所示：在实际应用时，当b与反射镜半径的rh比值b/rh>18时，公式(3)计算的光束发散度r1的误差小于0.3％；通过公式(5)可知：光束辐照度ebeam是光源与点聚焦反射镜镜面距离x的函数，通过公式(5)计算得出的点聚焦反射镜镜面的光束辐照度ebeam考虑了光束的扩散和散焦的光源特性，使得光束辐照度ebeam的计算准确度更好，从而有利于提高对光伏面板的闪烁和眩光的镜面光束辐照度的分析准确率。
26、本申请在一较佳示例中：假设点聚焦反射镜镜面为无限大的平面反射镜(b→∞，dh→∞)；则反射镜镜面的有效直径dh通过公式(6)计算得到：
27、
28、太阳反射图像尺寸通过公式(7)计算得到：
29、
30、其中a本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，所述聚焦反射镜镜面包括点聚焦反射镜镜面和线聚焦反射镜镜面，所述镜面反射分析模型包括点聚焦反射分析模型和线聚焦反射分析模型；所述根据预设的镜面反射分析模型计算太阳光在不同距离的光伏面板中的聚焦反射镜镜面反射的光束辐照度和对应的人眼观察到的太阳反射图像尺寸，具体包括：
3.根据权利要求2所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，所述光束半径Rx包括光束发散度R1和在小于或大于焦距b的距离处太阳光束的聚焦和散焦特性R2；
4.根据权利要求3所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，假设点聚焦反射镜镜面为无限大的平面反射镜(b→∞，Dh→∞)；则反射镜镜面的有效直径Dh通过公式(6)计算得到：
5.根据权利要求4所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，视觉残留的风险包括视网膜灼伤和潜在视觉残留；所述基于不同的所述光束辐照度和
6.根据权利要求4所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，所述根据预设的漫反射分析模型计算太阳光在不同的漫射源距离的漫射辐照度，基于所述漫射辐照度计算得到对应的漫反射的人眼的视网膜辐照度，具体包括：
7.根据权利要求6所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，所述根据预设的安全影响分析模型结合镜面反射的所述视网膜辐照度和漫反射的视网膜辐照度分析聚焦反射镜镜面反射的闪烁和眩光对应的航空安全影响因素值，具体包括：
8.光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估系统，其特征在于，评估系统包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述用于光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述用于光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，所述聚焦反射镜镜面包括点聚焦反射镜镜面和线聚焦反射镜镜面，所述镜面反射分析模型包括点聚焦反射分析模型和线聚焦反射分析模型；所述根据预设的镜面反射分析模型计算太阳光在不同距离的光伏面板中的聚焦反射镜镜面反射的光束辐照度和对应的人眼观察到的太阳反射图像尺寸，具体包括：
3.根据权利要求2所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，所述光束半径rx包括光束发散度r1和在小于或大于焦距b的距离处太阳光束的聚焦和散焦特性r2；
4.根据权利要求3所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，假设点聚焦反射镜镜面为无限大的平面反射镜(b→∞，dh→∞)；则反射镜镜面的有效直径dh通过公式(6)计算得到：
5.根据权利要求4所述的光伏面板的闪烁和眩光对航空安全影响的评估方法，其特征在于，视觉残留的风险包括视网膜灼伤和潜在视觉残留；所述基于不同的所述光束辐照度和太阳反射图像尺寸计算得到不同的光源对向角度和镜面反射的人眼的视网膜辐照度，基于不同的所述光源对...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘远丰，
申请(专利权)人：民航中南机场设计研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。