【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，在運用Visual C++與matlab進行編程計算時，難免會有些誤差；模型假設考慮不是很周到。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，求解出各個面的安裝方案。根據(jù)模型解答，由于側面電池板的鋪設與問題一相同，故側面電池板圖像略，作出實物圖形如下： 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成情況，結合影響光伏電板發(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22252161112608365151747457平均表（15）各面35年計算數(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年的時間內(nèi)發(fā)電2225216kwh，%，投資回收年限為11年零6個月。傾斜面上太陽輻射總量的表達式為：(9)由上式直接求出對應的最大太陽輻射傾角的數(shù)學表達式有些困難，在冬半年，太陽赤緯為負值。組成，即：（1） 與水平面上的直接輻射量之間有如下關系：（2）對于朝向赤道的傾斜面，可以由下式確定：（3）式中，是當?shù)鼐暥?，是傾角，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，對于本文所要設計的一個非跟蹤的固定方陣而言,在選擇方陣傾角時考慮以下因素：（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，個別也有少量起伏，但一般不會大起大落。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，可以分別計算出每時傾斜面上太陽輻射總量則可求得一年中每個小時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)和各方向輻射強度，我們可知每小時在東南西北四個面的總輻射強度，而傾斜面的輻射強度未知，故可根據(jù)前三列的數(shù)據(jù)，計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而將太陽能直接轉化成電能的器件，其結構可以看做是由一個半導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、丌關等組成。當蓄電池的充電電壓達到設定的最電高壓時，自動依次切斷一個或數(shù)個子陣列，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存太陽能電池發(fā)出的電能。對于，24種電池有24個轉換率對于，18種逆變器有18種的價格對于組件的費用，其中表示組件的，表示組件的價格，而wp=峰瓦即在標準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，進行降序排列，得出每面總光照輻射強度大于30，30至80，大于80，80至200，及200以上的分組數(shù)據(jù)。最后再結合太陽輻射強度、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數(shù)據(jù)建立非線性規(guī)劃模型，得到各因素的影響強度大小，這樣即可計算出小屋光伏電池的鋪設方案及小屋35年的發(fā)電總量，經(jīng)濟效益，投資回收年限。對于這里的最優(yōu)結果，可以分為兩個目標來實現(xiàn)，第一個目標得到在每個面上使用某種光伏電池時獲益最大，第二個目標得到各面的光伏陣列。問題2：電池板的朝向與傾角均會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，同一型號的電池板可串聯(lián)，而不同型號的電池板不可串聯(lián)。因此，在太陽能小屋的設計中，研究光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設是很重要的問題。再結合問題一中的相關模型，得到小屋的光伏陣列結構。我們參賽選擇的題號是（從A/B/C/D中選擇一項填寫）： B 我們的參賽報名號為（如果賽區(qū)設置報名號的話）： 所屬學校（請?zhí)顚懲暾娜? 西華大學 參賽隊員 (打印并簽名) ：1. 楊尚安 2. 劉洋 3. 譚笑 指導教師或指導教師組負責人 (打印并簽名)： 張朝倫 日期： 2012 年 9 月 9 日賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進行編號）：2012高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽編 號 專 用 頁賽區(qū)評閱編號（由賽區(qū)組委會評閱前進行編號）：賽區(qū)評閱記錄（可供賽區(qū)評閱時使用）：評閱人評分備注全國統(tǒng)一編號（由賽區(qū)組委會送交全國前編號）：全國評閱編號（由全國組委會評閱前進行編號）：太陽能小屋的設計摘要本文通過分析題中數(shù)據(jù)及相關條件，建立數(shù)學模型解決了太陽能小屋的各種設計問題。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)定的參考文獻的表述方式在正文引用處和參考文獻中明確列出。我們鄭重承諾，嚴格遵守競賽規(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度進行排序，再建立非線性規(guī)劃模型，利用visual C++編程計算可得在每個面上使用某種型號光伏電池時的獲益最大，然后再建立太陽能光伏陣列數(shù)學模型，根據(jù)伏安曲線得出房屋各面的光伏陣列，再結合太陽輻射強度、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數(shù)據(jù)建立非線性方程模型，得到對各面的影響強度，最后給出了小屋光伏電池的鋪設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個月。最后利用問題二中光照強度等相關條件可計算出小屋35年的發(fā)電總量為1374539kwh，%，投資的回收年限為10年零3個月。附件17提供了相關信息。在不同表面上，即使是相同型號的電池也不能進行串、并聯(lián)連接。問題3：根據(jù)附件7給出的小屋建筑要求，請為大同市重新設計一個小屋，要求畫出小屋的外形圖，并對所設計小屋的外表面優(yōu)化鋪設光伏電池，給出鋪設及分組連接方式，選配逆變器，計算相應結果。最后在考慮發(fā)電量的各種影響因素，結合計算法則可得到小屋光伏電池的鋪設方案以及35年的發(fā)電總量，經(jīng)濟效益，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，只允許相同型號的光伏組件進行串聯(lián)。如下表所示：東面光強范圍30308080200200總計表1東面光強范圍取值南面光強范圍30308080200200總計1043402表2南面光強范圍取值西面光強范圍30308080200200總計表3西面光強范圍取值北面光強范圍30308080200200總計表4北面光強范圍取值其次，各光伏電池的面積大小計算（長寬）結果如下：A1A2