太陽能小屋的命題與解題-資料下載頁
2025-04-29 05:52本頁面
【正文】 ddI??????? ????t a n0c o ssi n0 根據(jù)已知的任意斜面光輻射強度計算公式， 利用 Excel進(jìn)行逐步搜索，先取步長為 1176。 ，依次算得各個傾斜角對應(yīng)的屋頂朝南斜面的輻射值，由于該屋頂鋪設(shè)的是 A 類電池，故可比較大于 200W/m2的輻射強度總值來選擇最佳傾角，得到最佳傾角，在最佳傾角下再依次算得由南偏西各個朝向?qū)?yīng)的屋頂朝南斜面的輻射，同樣比較大于 200W/m2的輻射強度總值來選擇最佳朝向，得到最佳朝向，依次逐步搜索后得到最佳傾角37176。 至 38 176。 ，最佳朝向為南偏西 22176。 。 2c o s c o s ( / 2 )t b r dI I H????工程數(shù)學(xué)學(xué)報刊登的優(yōu)秀論文中，有學(xué)生利用 Matlab軟件仿真計算，給出最佳方位角為 20176。 。 6）架空安裝時光伏電池板的鋪設(shè) 考慮光伏電池板的架空安裝，有兩種方式，一種是整體架空，即在屋頂上方制作一個大的支架，支架與水平面夾角為最優(yōu)傾角，將光伏電池板鋪在支架上。這是大部分同學(xué)的做法；另一種是在小屋原有屋頂上鋪設(shè)，將光伏電池板分排列陣，每排架空的傾角為最佳傾角。兩種方法都可行，在實際操作中后者更常見、易行。若采用分排列陣方法架空安裝光伏電池板，必需考慮計算兩排之間的距離，既要充分利用屋頂面積，而且前后排之間又不能遮擋。需計算了兩排之間的距離，并給出架空排列電池板的示意圖。 分片架空圖示 ,考慮到前后列陣的遮擋距離，頂面安裝 A3電池 33片 整體架空圖示，沒留天窗，頂面安裝 A3電池 60片。 7）最佳小屋的設(shè)計 為更好發(fā)揮學(xué)生的想象力，充分展示學(xué)生的創(chuàng)造力，我們在命題過程中設(shè)立第三問，給學(xué)生一個展示才能的空間。由于時間關(guān)系，大部分同學(xué)第三問的解答不盡人意，設(shè)計過程較粗糙。但我們在閱卷過程中也看到了學(xué)生的各式設(shè)計，屋頂形狀設(shè)計為圓形、方形、多角形等，墻面門窗的開設(shè)也是多種多樣。在滿足建筑設(shè)計要求條件下，最佳小屋南墻朝向應(yīng)為偏西 20多度為最佳。 最佳小屋的設(shè)計圖形，西南角的軸測圖，南面開門，西面不開窗。 東北角的軸測圖，東面與北面開窗。 建筑平面、剖面圖 三、評閱要點 在堅持執(zhí)行一般的閱卷標(biāo)準(zhǔn)“假設(shè)的合理性、建模的創(chuàng)造性、結(jié)果的正確性 (合理性 )和表述的清晰性”的前提下，根據(jù)本題的特點我們還特別提出本題評閱時請注意：建模的準(zhǔn)備工作、數(shù)學(xué)模型的建立、求解方法的靈活性、結(jié)果的表述、圖示及分析和第三問的創(chuàng)新性。 1）強調(diào)建模的準(zhǔn)備工作 這部分是建模及解答的基礎(chǔ)，需計算傾斜面總輻射強度的計算。根據(jù)附件4提供大同的輻射強度，計算光照強度。 2）求解問題 1 要求建立模型，單目標(biāo)模型或多目標(biāo)模型，可考慮發(fā)電總量、單位發(fā)電費用、經(jīng)濟效益和投資回收年限等。所建模型可能屬于組合優(yōu)化模型，模型的求解會遇到困難，希望給出靈活、實用的求解方法。計算結(jié)果的表述、圖示及分析要清楚、明確。 3）求解問題 2 重點考慮傾斜面的最佳傾角。根據(jù)計算結(jié)果重新考慮問題 1，結(jié)果表述的要求同上。 4）求解問題 3 小屋設(shè)計中需考慮南墻的最佳朝向，根據(jù)計算結(jié)果，畫出出最佳小屋圖形，并計算最佳小屋鋪設(shè)光伏電池板的收益與成本。 參考文獻(xiàn) ? [1]方榮生 .太陽能應(yīng)用 [M].北京 :中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1997年 ? [2]Majid [M].北京 :人民郵電出版社， 2022年 ? [3]沈輝 .太陽能光伏發(fā)電技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社，2022年 謝謝！
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