【正文】 } } } } } printf(房屋長為:%f,寬為:%f,%凈高為:%f\n,x1,y1,h1)。 maxsdc=0。 maxsbc=*max。 maxsxc=*(y*h+y*(y*))*。y=x。 float max=。c2=(vmp/voc1)*((log(1imp/isc))^(1))。voc=。 if(y[i]=max) { max=y[i]。amp。i++) { y[i]=(s*(*w+*w)*u[i]*)/1000p*。 } } } if(j=6 amp。i=17。 //逆變器的價(jià)格 float y[18]。 int k。 if(y[i]=max) { max=y[i]。amp。i++) { y[i]=(s*(*w+*w)*u[i]*)/1000p*。 } } } if(j=6 amp。i=17。 //逆變器的價(jià)格 float y[18]。 int k。j++) { float(maxlirun)=qiumax(s[j],p[j],w[j],j)。 float p[24]={215,325, 200 ,270, 245, 295 ,265, 320 ,210, 240 ,280, 295, 250, 100 ,58 ,100, 90 ,100, 4, 4, 8, 12, 12, 50}。void main(){ int j。由于模型中考慮的因素不是很全面，在運(yùn)用Visual C++與matlab進(jìn)行編程計(jì)算時(shí)，難免會(huì)有些誤差；模型假設(shè)考慮不是很周到。根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理，可建立模型如下：. 其中，表示房屋的長，表示房屋的寬，表示房屋的室內(nèi)使用空間最低凈空高度，表示在北墻的窗戶面積，表示北墻總面積，在西墻的窗戶面積，表示西墻總面積，在東墻的窗戶面積，表示東墻總面積，在南墻的窗戶面積，表示南墻總面積。最后通過第一問所建立的求最大利潤率的非線性規(guī)劃模型，求解出各個(gè)面的安裝方案。根據(jù)模型解答，由于側(cè)面電池板的鋪設(shè)與問題一相同，故側(cè)面電池板圖像略，作出實(shí)物圖形如下： 圖（15）電池板調(diào)整圖像根據(jù)模型的求解可得，調(diào)整后的小屋電池板頂部采光均在200以上（具體數(shù)據(jù)見附錄5）根據(jù)上第一問的光伏陣列構(gòu)成情況，結(jié)合影響光伏電板發(fā)電的因素條件，可得下表：　35年發(fā)電量(kwh)35年毛利潤（元）成本（元）35年收益（元）東面163520817605799523765西面29736014868045523103157南面41160020580080985124815頂面1352736676368180648495720總計(jì)22252161112608365151747457平均表（15）各面35年計(jì)算數(shù)據(jù)由上表可知，本文提供的光伏電池的安裝方案可以在35年的時(shí)間內(nèi)發(fā)電2225216kwh，%，投資回收年限為11年零6個(gè)月。傾斜面上太陽輻射總量的表達(dá)式為：(9)由上式直接求出對應(yīng)的最大太陽輻射傾角的數(shù)學(xué)表達(dá)式有些困難，在冬半年，太陽赤緯為負(fù)值。組成，即：（1） 與水平面上的直接輻射量之間有如下關(guān)系：（2）對于朝向赤道的傾斜面，可以由下式確定：（3）式中，是當(dāng)?shù)鼐暥龋莾A角，是太陽赤緯。而冬天接收到的輻射量太小，造成蓄電池過放以致?lián)p壞，降低系統(tǒng)壽命，影響系統(tǒng)供電穩(wěn)定性。因此，對于本文所要設(shè)計(jì)的一個(gè)非跟蹤的固定方陣而言,在選擇方陣傾角時(shí)考慮以下因素：（1）連續(xù)性一年中太陽輻射總量大體上是連續(xù)變化的，多數(shù)是單調(diào)升降，個(gè)別也有少量起伏，但一般不會(huì)大起大落。能流密度的大小總體上是從赤道向兩級遞減的，赤道附近的最大，北極圈和南極圈的能流密度最小。地面狀態(tài)沙漠干燥裸地濕裸地干濕土濕黑土干草地濕草地雪地冰面反射率:::::表（8）不同地面狀態(tài)反射率傾斜面上的太陽總輻射量為：利用上式，可以分別計(jì)算出每時(shí)傾斜面上太陽輻射總量則可求得一年中每個(gè)小時(shí)的傾斜面上太陽輻射量。而式中，其中為一年中從1月1日算起的天數(shù)。3．1非線性方程模型建立分析題中所給出的山西省大同市的氣象數(shù)據(jù)和各方向輻射強(qiáng)度，我們可知每小時(shí)在東南西北四個(gè)面的總輻射強(qiáng)度，而傾斜面的輻射強(qiáng)度未知，故可根據(jù)前三列的數(shù)據(jù)，計(jì)算求解出傾斜面上太陽輻射量。具體圖像如下：（具體代碼見附錄2） 圖3東面太陽能電池IV特性圖 圖4南面太陽能電池IV特性圖 圖5西面太陽能電池IV特性圖 圖6頂面太陽能電池IV特性圖由上面4個(gè)圖像可知，對于東面最佳工作電壓、電流為：（190，14），對于南面最佳工作電壓、電流為：（185,9），對于西面最佳工作電壓、電流為：（138,21），對于頂面最佳工作電壓、電流為：（330,25）。光伏陣列是一種基于光生福特效應(yīng)而將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能的器件，其結(jié)構(gòu)可以看做是由一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管為核心部件?？刂破骺刂破饕话阌筛鞣N電子元器件、儀表、繼電器、丌關(guān)等組成。當(dāng)蓄電池的充電電壓達(dá)到設(shè)定的最電高壓時(shí)，自動(dòng)依次切斷一個(gè)或數(shù)個(gè)子陣列，以限制蓄電池的充電電壓繼續(xù)增長確保蓄電池的壽命，并最大限度地利用和儲(chǔ)存太陽能電池發(fā)出的電能。對于，24種電池有24個(gè)轉(zhuǎn)換率對于，18種逆變器有18種的價(jià)格對于組件的費(fèi)用，其中表示組件的，表示組件的價(jià)格，而wp=峰瓦即在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下太陽能電池組件或方陣的額定最大輸出功率，則此題為組件功率。首先將題中所給山西大同氣象數(shù)據(jù)，利用excel表格，進(jìn)行降序排列，得出每面總光照輻射強(qiáng)度大于30，30至80，大于80，80至200，及200以上的分組數(shù)據(jù)。最后再結(jié)合太陽輻射強(qiáng)度、光線入射角、環(huán)境、建筑物所處的地理緯度、地區(qū)的氣候與氣象條件等相關(guān)數(shù)據(jù)建立非線性規(guī)劃模型，得到各因素的影響強(qiáng)度大小，這樣即可計(jì)算出小屋光伏電池的鋪設(shè)方案及小屋35年的發(fā)電總量，經(jīng)濟(jì)效益，投資回收年限。對于這里的最優(yōu)結(jié)果，可以分為兩個(gè)目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)，第一個(gè)目標(biāo)得到在每個(gè)面上使用某種光伏電池時(shí)獲益最大，第二個(gè)目標(biāo)得到各面的光伏陣列。問題2：電池板的朝向與傾角均會(huì)影響到光伏電池的工作效率，請選擇架空方式安裝光伏電池，重新考慮問題1。在同一表面采用兩種或兩種以上類型的光伏電池組件時(shí)，同一型號(hào)的電池板可串聯(lián)，而不同型號(hào)的電池板不可串聯(lián)。因此，在太陽能小屋的設(shè)計(jì)中，研究光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設(shè)是很重要的問題。再結(jié)合問題一中的相關(guān)模型，得到小屋的光伏陣列結(jié)構(gòu)。我們參賽選擇的題號(hào)是（從A/B/C/D中選擇一項(xiàng)填寫）： B 我們的參賽報(bào)名號(hào)為（如果賽區(qū)設(shè)置報(bào)名號(hào)的話）： 所屬學(xué)校（請?zhí)顚懲暾娜? 西華大學(xué) 參賽隊(duì)員 (打印并簽名) ：1. 楊尚安 2. 劉洋 3. 譚笑 指導(dǎo)教師或指導(dǎo)教師組負(fù)責(zé)人 (打印并簽名)： 張朝倫 日期： 2012 年 9 月 9 日賽區(qū)評閱編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)評閱前進(jìn)行編號(hào)）：2012高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽編 號(hào) 專 用 頁賽區(qū)評閱編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)評閱前進(jìn)行編號(hào)）：賽區(qū)評閱記錄（可供賽區(qū)評閱時(shí)使用）：評閱人評分備注全國統(tǒng)一編號(hào)（由賽區(qū)組委會(huì)送交全國前編號(hào)）：全國評閱編號(hào)（由全國組委會(huì)評閱前進(jìn)行編號(hào)）：太陽能小屋的設(shè)計(jì)摘要本文通過分析題中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，建立數(shù)學(xué)模型解決了太陽能小屋的各種設(shè)計(jì)問題。我們知道，抄襲別人的成果是違反競賽規(guī)則的, 如果引用別人的成果或其他公開的資料（包括網(wǎng)上查到的資料），必須按照規(guī)定的參考文獻(xiàn)的表述方式在正文引用處和參考文獻(xiàn)中明確列出。我們鄭重承諾，嚴(yán)格遵守競賽規(guī)則，以保證競賽的公正、公平性。針對問題一，首先利用excel表格，將題中所給山西氣候及輻射強(qiáng)度進(jìn)行排序，再建立非線性規(guī)劃模型，利用visual C++編程計(jì)算可得在每個(gè)面上使用某種型號(hào)光伏電池時(shí)的獲益最大，然后再建立太陽能光伏陣列數(shù)學(xué)模型，根據(jù)伏安曲線得出房屋各面的光伏陣列，再結(jié)合太陽輻射強(qiáng)度、光線入射角、環(huán)境、建筑物所處的地理緯度、地區(qū)的氣候與氣象條件等相關(guān)數(shù)據(jù)建立非線性方程模型，得到對各面的影響強(qiáng)度，最后給出了小屋光伏電池的鋪設(shè)方案以及得到了小屋35年的發(fā)電總量為1999760kwh，%，投資的回收年限為12年零10個(gè)月。最后利用問題二中光照強(qiáng)度等相關(guān)條件可計(jì)算出小屋35年的發(fā)電總量為1374539kwh，%，投資的回收年限為10年零3個(gè)月。附件17提供了相關(guān)信息。在不同表面上，即使是相同型號(hào)的電池也不能進(jìn)行串、并聯(lián)連接。問題3：根據(jù)附件7給出的小屋建筑要求，請為大同市重新設(shè)計(jì)一個(gè)小屋，要求畫出小屋的外形圖，并對所設(shè)計(jì)小屋的外表面優(yōu)化鋪設(shè)光伏電池，給出鋪設(shè)及分組連接方式，選配逆變器，計(jì)算相應(yīng)結(jié)果。最后在考慮發(fā)電量的各種影響因素，結(jié)合計(jì)算法則可得到小屋光伏電池的鋪設(shè)方案以及35年的發(fā)電總量，經(jīng)濟(jì)效益，投資的回收年限。具體解答流程圖示如下：圖1解答流程圖由題中所述：為了保證光伏組件正常工作，只允許相同型號(hào)的光伏組件進(jìn)行串聯(lián)。如下表所示：東面光強(qiáng)范圍30308080200200總計(jì)表1東面光強(qiáng)范圍取值南面光強(qiáng)范圍30308080200200總計(jì)1043402表2南面光強(qiáng)范圍取值西面光強(qiáng)范圍30308080200200總計(jì)表3西面光強(qiáng)范圍取值北面光強(qiáng)范圍30308080200200總計(jì)表4北面光強(qiáng)范圍取值其次，各光伏電池的面積大小計(jì)算（長寬）結(jié)果如下：A1A2