太陽(yáng)能小屋的優(yōu)化設(shè)計(jì)-免費(fèi)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(shí)間最長(zhǎng)，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(yáng)光照，我們規(guī)定南墻和東墻沒(méi)有窗戶，而小屋北向面接收日光最少，所以把門(mén)和窗戶都設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的長(zhǎng)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(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的求解，我們求出了頂端在不同型號(hào)電池下，太陽(yáng)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(fèi)用和經(jīng)濟(jì)效益，具體數(shù)據(jù)及分析見(jiàn)下表： 表六 每個(gè)型號(hào)電池在頂部產(chǎn)生的效益分析表個(gè)數(shù)逆變器總價(jià)格單位發(fā)電量的費(fèi)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(guò)對(duì)上表進(jìn)行分析，要在滿足約束條件下，使小屋的全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費(fèi)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(gè)型號(hào)電池的價(jià)錢(qián)，第個(gè)面用第個(gè)逆變器的個(gè)數(shù)，第個(gè)逆變器的價(jià)錢(qián)，則太陽(yáng)能電池和逆變器的總價(jià)錢(qián)為： （11） 第個(gè)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，則第個(gè)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(gè)價(jià)格為： （13）由于太陽(yáng)角和方位角隨不同的時(shí)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(huì)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(duì)屋頂進(jìn)行優(yōu)化。在僅考慮貼附安裝的情況下，對(duì)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(guò)建立模型一計(jì)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(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的求解，我們求出了太陽(yáng)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(fèi)用和經(jīng)濟(jì)效益，具體數(shù)據(jù)及分析見(jiàn)下表：表四 太陽(yáng)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(gè)數(shù)A118A310A120A318A144A46所選逆配器以及數(shù)量SN141SN131SN132SN171SN171SN131電池花費(fèi)（元）逆變器花費(fèi)（元）153001030020600437504375010300總花費(fèi)（元）一年發(fā)電總量35年發(fā)電總量單位發(fā)電量的費(fèi)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(shuō)明它沒(méi)有獲利。分析題中所給數(shù)據(jù)，本文主要采用人工計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬的方式，計(jì)算出每個(gè)面分別鋪設(shè)每個(gè)型號(hào)的太陽(yáng)能電池的數(shù)目，如下表：表二 24種不同型號(hào)電池平鋪小屋每個(gè)面的數(shù)目型號(hào)東面西面南面北面朝南朝北A118201023446A2911116265A315181023446A41214118326A51013118326A6911116265B11013118326B2911116265B31315102036
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