數學建模太陽能小屋的設計-展示頁
2025-04-16 02:43本頁面
【正文】 供了相關信息。在求解每個問題時，都要求配有圖示，給出小屋各外表面電池組件鋪設分組陣列圖形及組件連接方式（串、并聯(lián)）示意圖，也要給出電池組件分組陣列容量及選配逆變器規(guī)格列表。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1：請根據山西省大同市的氣象數據，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，并根據電池組件分組數量和容量，選配相應的逆變器的容量和數量。問題3：根據附件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。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 題中所給山西省大同市的氣象數據為典型氣象年數據 在架空鋪設中在滿足日照角度最小時，陽光透過前一太陽能板的上邊緣剛好能照到后一太陽能板的下邊緣，即不存在遮擋。 問題一 根據山西省大同市的氣象數據，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，并根據電池組件分組數量和容量，選配相應的逆變器的容量和數量，分別給出小屋外表面光伏電池的鋪設方案，使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，并計算出小屋光伏電池35年壽命期內的發(fā)電總量、經濟效益（）及投資的回收年限；并給出小屋各外表面電池組件鋪設分組陣列圖形及組件連接方式（串、并聯(lián)）示意圖，電池組件分組陣列容量及選配逆變器規(guī)格列表。 （1） 通過題目所給的數據及房屋外觀圖等得出信息，可房屋頂面可分為A、B兩面（A為南向面，B為背向面），除屋頂外其他方向墻面的太陽輻射總強度均已知，故只需計算屋頂的兩傾斜面的太陽輻射總強度。該總輻射量可由水平面上太陽直接輻射量和水平面上太陽散射輻射量求得：=+ （1）其中為水平面上太陽直接輻射量，為水平面上太陽散射輻射量，S為傾斜面與水平面的夾角，為太陽光線入射角，而可由公式 （2） 計算得出，示中?為地理緯度，δ為太陽赤緯，ω為時角，?為傾斜面的方位角（見附件6）。三類電池在閥值限制下的年輻射總量 （表1）輻射電池屋頂總輻強度東面總輻強度南面總輻強度西面總輻強度北面總輻強度房屋總輻強度ABC 三種類型光伏電池的性價比選擇模型 太陽能發(fā)電在我國的戰(zhàn)略地位正在變得愈加重要。因此我們在此次太陽能小屋的設計中，主要是針對光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設，而對于優(yōu)化鋪設又要求我們，從可供選的不同材質規(guī)格的光伏電池中選出既滿足全年太陽能光伏發(fā)電總量盡可能大，又滿足單位發(fā)電量的費用盡可能小的光伏電池組件。 ，結合附件3中所提供的各類電池的規(guī)格、轉換率，我們可以得出光伏電池的年發(fā)電總量，其計算公式為： G=*?*S*k （3）其中，為光伏電池的太陽光年總輻射度，?為光伏電池的轉換效率，S 為單塊光伏電池的面積（數據見附件3）。 各類電池一年的總發(fā)電量 表2電池轉換效率面積頂面年總發(fā)電量東面年總發(fā)電量南面年總發(fā)電量西面年總發(fā)電量北面年總發(fā)電量總的年總發(fā)電量A1% A2% A3% A4% A5% A6% B1% B2% B3% B4% B5% B6% B7% C1% C2% C3% C4%
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