太陽能小屋的優(yōu)化方案設(shè)計-文庫吧資料
2025-05-21 02:11本頁面
【正文】 功率選擇符合的逆變器，有經(jīng)濟效益考慮選擇最佳逆變器.針對問題2，把光伏電池架空擺放，、傾斜面上日均太陽能輻射量的計算模型、修正因子的簡化和傾斜面上時角的計算得出最佳傾角從而重新考慮第一問.針對問題3，根據(jù)問題一和問題二的比較，知道用架空方式設(shè)計小屋會更有效率，要讓光伏電池發(fā)揮最大的工作效率及獲得最大的經(jīng)濟效益，在滿足題目要求下，根據(jù)最大效益原則設(shè)計出一套房頂上的光伏電池整天都有日照的小屋，且門窗盡可能放在受光照最少的那一面.最后利用最佳傾角和附件7中的相關(guān)參數(shù)和條件重新設(shè)計了太陽能小屋的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得小屋能夠充分利用光能，以及模型的改進意見.關(guān)鍵詞：光伏電池 逆變器 峰功率密度單價 最佳傾角 時均模型 能源短缺已成為一個世界性的難題,、石油、天然氣等有限的能源日益枯竭,世界土地沙漠化日益嚴重,南極冰雪逐漸融化,大力開發(fā)和利用太陽能能源,取之不盡,用之不竭；太陽能是一種清潔能源,在環(huán)境污染越來越嚴重的今天,這一特點使其彌足珍貴；另外太陽能是大自然免費賜予的,可就地取材,不受人為控制和壟斷,當代太陽能科技發(fā)展的兩大趨勢:一是光與電的結(jié)合,、實用及建筑外觀上考慮,房屋頂部大量安裝太陽能熱水器等初級太陽能利用設(shè)備已不能滿足廣大用戶的生活要求,，需在建筑物外表面（屋頂及外墻）鋪設(shè)光伏電池.,海拔高,終年太陽高度角大,日照時間長,太陽輻射量大,豎直墻面(本文只考慮東、南、西三面,由于建筑北墻面日照時間較短,研究意義不大,故文中未涉及北墻面)，且每峰瓦的實際發(fā)電效率或發(fā)電量還受諸多因素的影響，如太陽輻射強度、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、安裝部位及方式（貼附或架空），在太陽能小屋的設(shè)計中，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.為了設(shè)計更加經(jīng)濟實惠的太陽能小屋，本文以山西大同為例，參照大同典型氣象年氣象數(shù)據(jù)，在確保小屋的全年太陽能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費用盡可能小的前提下，建立模型依次解決以下問題：問題1：根據(jù)山西省大同市的氣象數(shù)據(jù)，僅考慮貼附安裝方式，選定光伏電池組件，對小屋（見附件2）的部分外表面進行鋪設(shè),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.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，選擇架空方式安裝光伏電池，重新考慮問題1.問題3：根據(jù)附件7給出的小屋建筑要求，為大同市重新設(shè)計一個小屋，畫出小屋的外形圖，并對所設(shè)計小屋的外表面優(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，計算相應(yīng)結(jié)果.問題4：計算出小屋光伏電池35年壽命期內(nèi)的發(fā)電總量、經(jīng)濟效益（）及投資的回收年限.問題1僅考慮貼附安裝方式，可以忽略光伏電池組件的夾角，根據(jù)每一種型號的光伏電池的性價比進一步篩選出最優(yōu)化的光伏電池的型號及其數(shù)量.問題2中考慮到電池板的朝向與傾角會影響光伏電池的工作效率，并且太陽輻射量會隨太陽的高度發(fā)生變化，為此，通過建立時均太陽輻射模型及傾斜面上日均太陽能輻射量的計算模型，就可以求出太陽能小屋上的架空式安放光伏電池的角度.問題3中要求設(shè)計一個最優(yōu)的小屋，除了綜合考慮問題一和問題二的相關(guān)參數(shù)外，還應(yīng)考慮太陽高度角變化及采光取暖等方面的需求，再確定小屋各個部分的相關(guān)參數(shù)，然后對小屋的建筑圖形進行設(shè)計.（1）由于太陽能小屋的北面受光較少，因此在建模求解中忽略小屋的北面，僅僅對頂部前斜面，東立面，南立面，西立面進行分析；（2）在求解經(jīng)濟效益的模型中，由于人力，運營管理，建設(shè)開銷等費用未知，求解過程中僅僅把光伏電池和逆變器的總價格作為成本；（3）考慮到所建立的模型的可控性，假設(shè)所有的光伏電池組件經(jīng)過串并聯(lián)后能夠獨立工作，互不影響；（4）由于太陽能小屋的相對表面積較小，因此假設(shè)小屋的同一個面所受到的輻射強度是均勻的.本論文中所涉及到的符號較多，因此將主要的符號說明如下，部分符號在文中具體用到時有具體的說明.：光伏電池組件峰值容量； C：光伏電池的費用； ：峰功率密度：峰功率密度單價； :大氣透明指數(shù)； ：月平均日地外太陽總輻射；：地外太陽輻照度； ：日長； ：地理緯度；：為日落時角； ：傾斜面傾角； ：當時的太陽赤緯角；：地面反射率.針對太陽能小屋的光伏電池的型號選取和鋪設(shè),考慮到不同型號的光伏電池的尺寸,造價和轉(zhuǎn)換效率的因素,把各種型號的光伏電池鋪設(shè)在所需要鋪設(shè)的各個小屋的面上,.根據(jù)附件2中的太陽能小屋的建筑尺寸和（和分別為太陽能小屋的四個鋪設(shè)面劃分后的任意寬和高）,光伏電池的寬(x)和高(y)可以將各個鋪設(shè)面分解求解如下: , () , (),其中i=1,2,……t表示將所分析的鋪設(shè)面分解為i個小矩形面.以太陽能小屋的南立面鋪設(shè)A1型號的光伏電池為例進行分析,.3500㎜3000㎜800㎜1800㎜600㎜850㎜3600㎜900㎜900㎜1400㎜700㎜850㎜850㎜1200㎜700㎜ 太陽能小屋南立面的劃分圖將A1的寬x=1580㎜,高y=808㎜以及對應(yīng)的寬高分別代入和,可以算得:,再利用,即得太陽能小屋南立面上A1型號的光伏電池數(shù)量為2塊.,圖2和圖3.. 各種型號的光伏電池以及鋪設(shè)的數(shù)量光伏電池型號屋頂前斜面東立面南立面西立面A1399212A222609A3399212A4289012A5289012A622609B1289012B222609B3289012B4289012B522609B622609B7289012C1328010C24612420C3316010C4326010C5326010C6479165112207C7502156124187C8238825299C980462763C10178642872C113912716得出太陽能小屋鋪設(shè)面上各種型號的光伏電池的數(shù)量之后,本論文引入了一個新的用于度量光伏電池鋪設(shè)后的性價比的數(shù)學(xué)量:峰功率密度單價,該量用符號表示；單位為:(峰瓦/平方米)/元,符號(Wp/㎡)/元.為了求出各種型號的光伏電池在各個鋪設(shè)面上的峰功率密度單價,首先對以下所涉及到的幾個量進行分析.光伏電池組件峰值容量: ,i=1,2,…,11. ()光伏電池面積（有效受光面積）S:,i=1,2,…,11. ()光伏電池的費用C:,i=1,2,…,11. ()峰功率密度: ()峰功率密度單價: ()以上式子中: i=1,2,…,11分別代表11種不同型號的光伏電池；為各面所需的第i種光伏
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1