太陽能小屋的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-07-02 02:11本頁面
【正文】 212+i162289 月243+i1525310月273+i1528811月304+i1431812月334+i10344注:* 按某日算出大氣層外的太陽輻射量和該月的日平均值最為接近,則將該日定為該月的平均日；**表中的日序沒有考慮閏年,對于閏年3月份之前的n要加1.（1）傾斜面處于正南方向?qū)τ趦A斜面朝向正南方向放置時(shí),方位角,可簡化為下式[9]: （）其中 （）（2）傾斜面處于非正南方向?qū)τ诜钦戏较蚍胖玫腜V面板,傾斜面上的日出、日落時(shí)角視具體情況加以討論[7][9].(a) 當(dāng)時(shí),傾斜面上的日出、日落時(shí)角可表述為 （）(b) 當(dāng)時(shí),傾斜面上的日出、日落時(shí)角可表述為 （）其中 （）然而,對于或時(shí),和均為無窮大,出現(xiàn)奇點(diǎn),無法根據(jù)式()求出日出、,代入的結(jié)果的是一樣的,計(jì)算傾斜面上日出、日落時(shí)角公式改寫為[10]: （）根據(jù)以上的不同方位傾斜面太陽輻射量的計(jì)算模型可以通過求解出當(dāng)方位角時(shí)的最佳傾角.月份屋頂 (kWh/㎡天)東立面 (kWh/㎡天)南立面 (kWh/㎡天)西立面 (kWh/㎡天)一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月對小屋頂部前傾面架空式布局光伏電池的傾角計(jì)算下:太陽能小屋的頂部前傾面相對于水平面的傾角,為小屋的最佳傾角,即為光伏電池安放支架與小屋頂部傾斜面之間的夾角。分別算出夏至日和冬至日的太陽高度角分別為在一年中,對于北半球,夏至日太陽高度角最大,過了夏至日太陽高度角逐漸減小,而冬至日太陽高度角最小,過了冬至日太陽高度角逐漸增大。冬天天氣冷,除考慮采光條件外,還應(yīng)使陽光全部照到室內(nèi),假設(shè)小屋前沿高度取3米。㎡即可。每個(gè)面的電池和逆變器的價(jià)格分別為: （） （）每個(gè)面上用的成本為: （）k=1,2,3,4分別對應(yīng)頂部前斜面,東立面,南立面和西立面。電池板運(yùn)用后,太陽能為: () 其中,Q為太陽能；M為煤的質(zhì)量；C煤的燃燒值；為煤燃燒的轉(zhuǎn)換效率；為發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率。由以上()、()、()聯(lián)立求解得:n=16（年） 模型的評價(jià)（1）模型的優(yōu)點(diǎn)本論文中最大的優(yōu)點(diǎn)是引進(jìn)了一個(gè)用于度量性價(jià)比的新的數(shù)學(xué)量——峰功率密度單價(jià),還利用了太陽能小屋所安裝光伏電池的各面的月平均輻射量.（2）模型的缺點(diǎn)在本文中不足之處主要有以下幾個(gè)方面:一是沒有考慮太陽能小屋北立的面鋪設(shè)問題,這可能對實(shí)際的能量產(chǎn)值和投資有一定的偏差；二是對于光伏電池架空式鋪設(shè)的情況,本文主要考慮的是太陽能小屋頂部前斜面的情況,其它幾面都沒有考慮,這與實(shí)際應(yīng)用可能還有一定的距離；三是對于太陽能小屋的建筑設(shè)計(jì)還不夠精細(xì)有待改進(jìn). 模型的改進(jìn)（1）考慮太陽能小屋的各個(gè)面光伏電池的架空式鋪設(shè)為了能使已經(jīng)建成的太陽能小屋利用光能的效率進(jìn)一步提高,重新建立數(shù)學(xué)模型求解更優(yōu)化的在每個(gè)面上的架空式鋪設(shè)方案以及光伏電池和逆變器的搭配方案.（2）考慮地區(qū)氣候與氣象條件為了使設(shè)計(jì)出來的小屋能更多的利用太陽能,考慮地區(qū)氣候與氣象條件對光伏電池的實(shí)際影響,重新建立數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)出更接近實(shí)際的太陽能小屋建筑結(jié)構(gòu)圖和光伏電池的鋪設(shè)方案.7 參考文獻(xiàn)[1] 張鶴飛,俞金娣,趙承龍等,太陽能熱利用原理與計(jì)算機(jī)模擬,西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,－20.[2] Tang RS,Gao WF,Yu YM etc,Optimal tiltangles of allglass evacuated tube solar collectors,Energy,34(9):13871395,2009.[3] 魏生賢,李明,張忠玉等,太陽能平板型集熱器陣列排布優(yōu)化,農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),28(14):184189,2012.[4] Hay J E,Calculation of monthly mean solar radiation horizontal and inclined surface, Solar Energy, 23(4):301307,1979.[5] 魏生賢,太陽能建筑一體化與室內(nèi)熱環(huán)境的研究,昆明:云南師范大學(xué)碩士學(xué)位論文.[6] . Shah, S. Furbo, Vertical evacuated tubularcollectors utilizing solar radiation from all directions,Applied Energy 78:371395,2004.[7] Runsheng Tang,Tong Wu,Optimal tiltangles for solar collectors used in China , Applied Energy,79 : 239–248,2004.[8] 唐潤生,呂恩榮,集熱器最佳傾角的選擇,太陽能學(xué)報(bào), 9(4):369375,1988.[9] 李元哲,被動式太陽房熱工設(shè)計(jì)手冊,清華大學(xué)出版社,1993.[10] 楊金煥,毛家俊,陳中華,不同方位傾斜面上太陽輻射量及最佳傾角的計(jì)算,上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),36(7):10321036,2002.[11] 方榮生,太陽能應(yīng)用技術(shù),北京:中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社,1985.[12] 張華,太陽能熱水器和太陽灶的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,太陽能學(xué)報(bào),10(1):118126,1989.[13] 葛新石,龔堡,陸維德,王義方,太陽能工程—原理和應(yīng)用,北京:學(xué)術(shù)期刊出版社,1988年3月.㎜㎜㎜㎜附錄圖1 太陽能小屋頂部前斜面的劃分圖3400㎜3200㎜3400㎜700㎜1100㎜圖2 太陽能小屋東立面的劃分圖S3200㎜7100㎜圖3 太陽能小屋西立面的劃分圖表1 太陽能小屋東立面的峰功率密度單價(jià)統(tǒng)計(jì)分析產(chǎn)品型號組件寬x（m）組件高y（m）轉(zhuǎn)換效率η（%）組件功率（w)價(jià)格（元/Wp）光伏電池分組數(shù)N峰功率密度（Wp/㎡）光伏電池成本C（元）峰功率密度單價(jià)(Wp/㎡/元)B2 320 6 B1 265 9 A3 200 9 A1 215 9 A2 3256 B6 2956 B5 280 6 B3 210 9 A4 270 9 B7 2509
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