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优秀学生论文评选-城市玻璃幕墙建筑立面光伏潜力评估方法

目标检测,卫星影像,光伏建筑,光伏幕墙

随着城市屋顶光伏覆盖趋近饱和，兼具建筑美观功能与发电效能的光伏玻璃幕墙立面是城市可再生能源开发的重要方向。以薄膜光伏与光电玻璃为代表的新兴材料技术突破，为城市既有玻璃幕墙建筑的光伏立面改造提供了可行性支撑。本研究聚焦公共建筑玻璃幕墙立面光伏系统的可行性评估，针对卫星影像建筑立面材质识别数据集缺失与环境遮挡约束下的光伏发电潜力建模两个问题展开研究。通过改进YOLOv12目标检测框架构建自主训练集（涵盖深圳、香港400余栋玻璃幕墙建筑的倾斜摄影测量数据），实现99.4%的材质识别精度与地理坐标定位。结合地理信息系统（GIS）参数化提取与Ladybug动态太阳辐射模拟，量化分析表明：尽管单位面积立面光伏年均发电效率为屋面系统的49.04%（受限于入射角与遮挡率），但典型公共建筑立面与屋面面积比达3:1至5:1以上，产生显著的面积规模化补偿效应。本研究构建的"卫星影像识别—参数提取—动态发电模拟"技术路径，形成涵盖高分辨率影像数据集（0.5m）与多约束模拟框架的方法体系，其建立的遮挡环境下光伏发电效率评估模型，为既有建筑玻璃幕墙改造提供科学依据。