太陽能小屋的優(yōu)化設(shè)計-免費閱讀
【正文】 [3] 成思危，胡清淮，劉敏，大型線性目標(biāo)規(guī)劃及應(yīng)用，鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出 版社，2000。2） 建筑采光約束：由于小屋的南墻和東墻方向接受的光照強(qiáng)度最強(qiáng)、時間最長，為了使小屋的南墻和東墻所鋪的光伏電池盡可能多的接收太陽光照，我們規(guī)定南墻和東墻沒有窗戶，而小屋北向面接收日光最少，所以把門和窗戶都設(shè)計在北立面，根據(jù)附件7 的要求，我們列出了如下約束： 其中，為小屋建筑面積，、分別為南立面、北立面、西立面和東立面的窗戶面積，為圖十二 對應(yīng)的長度。由于所有光伏組件在0~35年內(nèi)的效率不同，故假設(shè)為一年的發(fā)電總量，表示1,2，......，35年，則在第年光伏電組發(fā)電總量為 通過對數(shù)據(jù)的求解，我們求出了頂端在不同型號電池下，太陽能一年發(fā)電總量、35年的發(fā)電總量以及單位發(fā)電量的費用和經(jīng)濟(jì)效益，具體數(shù)據(jù)及分析見下表： 表六 每個型號電池在頂部產(chǎn)生的效益分析表個數(shù)逆變器總價格單位發(fā)電量的費用35年的發(fā)電總量經(jīng)濟(jì)效益A135SN17A224SN14 * 2A335SN17A428SN16A528SN16A624SN14 *2B128SN16145558B224SN14 *2145032B328SN16122612B428SN16135128B524SN16135128B624SN16140492C124SN16124400C232SN14 62980C348SN14 C432SN14 62980C532SN14 58212C632SN14 62980C7377SN13C8621SN14 C9187SN13C10145SN1336226C11145SN133622642SN741490通過對上表進(jìn)行分析，要在滿足約束條件下，使小屋的全年太陽能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費用盡可能少，只有是經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大才能滿足此要求。則其表達(dá)式如下： （10）假設(shè)第個型號電池的價錢，第個面用第個逆變器的個數(shù)，第個逆變器的價錢，則太陽能電池和逆變器的總價錢為： （11） 第個逆變器的轉(zhuǎn)換效率，則第個面總發(fā)電量的轉(zhuǎn)換效率為： （12） 由（5）、（6）可求得逆變器的單個價格為： （13）由于太陽角和方位角隨不同的時間在變化，故本文利用積分求解發(fā)電總量，模型如下：目標(biāo)函數(shù)： 約束條件為： 模型二的求解根據(jù)電池板的朝向與傾角均會影響到光伏電池的工作效率，此模型在模型一鋪設(shè)的基礎(chǔ)上，對屋頂進(jìn)行優(yōu)化。在僅考慮貼附安裝的情況下，對模型一進(jìn)行了求解，最終選定了合適的光伏電池組件，并根據(jù)電池組件分組數(shù)量和容量，選配相應(yīng)的逆變器的容量和數(shù)量。根據(jù)山西省大同市的氣象數(shù)據(jù)，在僅考慮貼附安裝方式條件下，通過建立模型一計算和分析得出相應(yīng)的逆變器的數(shù)量，根據(jù)電池串并聯(lián)的要求、逆配器的選擇要求、電壓、電流的電相應(yīng)約束，組裝出了電池組件連接圖。通過對數(shù)據(jù)的求解，我們求出了太陽能一年發(fā)電總量、35年的發(fā)電總量以及單位發(fā)電量的費用和經(jīng)濟(jì)效益，具體數(shù)據(jù)及分析見下表：表四 太陽能小屋發(fā)電量和其產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益小屋方向東向南向西向北向朝南面朝北面所選電池及個數(shù)A118A310A120A318A144A46所選逆配器以及數(shù)量SN141SN131SN132SN171SN171SN131電池花費（元）逆變器花費（元）153001030020600437504375010300總花費（元）一年發(fā)電總量35年發(fā)電總量單位發(fā)電量的費用經(jīng)濟(jì)效益 分析表四中數(shù)據(jù)可知：小屋北向的經(jīng)濟(jì)收益為負(fù)值，說明它沒有獲利。分析題中所給數(shù)據(jù)，本文主要采用人工計算和計算機(jī)模擬的方式，計算出每個面分別鋪設(shè)每個型號的太陽能電池的數(shù)目，如下表：表二 24種不同型號電池平鋪小屋每個面的數(shù)目型號東面西面南面北面朝南朝北A118201023446A2911116265A315181023446A41214118326A51013118326A6911116265B11013118326B2911116265B31315102036
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