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2012年国赛优秀论文B149

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杨利霞        

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    2021-8-11 17:59
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    [LV.4]偶尔看看III

    网络挑战赛参赛者

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    本人女,毕业于内蒙古科技大学,担任文职专业,毕业专业英语。

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    发表于 2019-9-30 15:36 |只看该作者 |倒序浏览
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    2012年国赛优秀论文B149
    5 A8 y0 b4 ]2 e- a! U
    + B- w0 ~5 \* x" k! E6 W
    # q3 J# z4 O' s& c
    本文针对太阳能小屋设计问题,对小屋的每个墙面分别给出具体的电池铺设
    ' X. I% H- i3 H方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。# t1 X  w# g; l; ]
    针对问题一,考虑贴附安装方式,首先建立任意斜面太阳能辐射量的模型,
    9 W+ y$ G4 n- B7 m4 a% W: S' r8 O得到该小屋各墙面的太阳能辐射值;其次根据各逆变器的功率、电压、电流约束,4 M6 G5 c( ^) O0 p, y, ^5 q) }8 n
    在电池寿期内的使用效率,建立组件匹配筛选模型,得到逆变器与光伏电池的所
    * f1 Q7 i% ^6 L有可行匹配,根据不同墙面的太阳辐射强度以及光伏电池转换效率,计算出各个
    , ~  J$ M9 h0 N( t/ f/ I4 A电池阵列在不同墙面的发电量及设备成本,以最大收益率为目标函数对电池阵列/ E. s, A% G. q7 ]+ f6 R1 {; S' _
    单位面积收益进行排序;最后根据门窗分布位置与面积限制,选择收益率最高的" L& J, W" P/ [- w8 X9 L3 M( X4 Z
    组件优先进行铺设。绘出了各墙面的组件阵列分布及电池组件连接方式,并计算
    2 K1 `1 z2 T* z太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:
    0 x+ o, X( x: Z3 O$ L设备成本 35 年总发电量 回收年限 35 年总盈利 单位发电量成本$ N( m6 O+ t9 ]' p% G3 P0 b5 i2 j7 k: Z
    16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度1 `; U, T. W% M$ E3 v4 E/ g
    针对问题二,由于电池的朝向与倾角均会影响电池工作效率,在采用架空式3 j# R4 H8 M6 W0 Y
    铺设方法时,首先考虑最优倾角和最优的方位角,建立最佳倾角模型
    1 I% }  b4 F- c5 T5 x+ U得到全年最优倾角为 32 度;最优方位角采用搜索算法,在方位角的取值区间
    % Q6 |7 C2 U1 ~+ `/ d# ~/ m# Z; B-180~180°内,采用固定步长的方法计算全年的太阳辐射强度,得到使全年太阳' b9 U, A& ], \
    辐射强度最强的方位角为 20 度;其次,据最优倾角和方位角,按照问题一的选4 n5 z1 Q! {- C
    配模型对光伏电池组件重新铺设,绘出了各墙面的组件阵列分布及电池组件连接- F4 f  V, a1 S# `$ F% }- U% E
    方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
    / O* m9 s+ q  [5 Q$ L设备成本 35 年总发电量 回收年限 35 年总盈利 单位发电量成本0 e0 Q9 z. i9 _7 P0 s; {
    16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度
    ( S0 f) f6 n5 n5 k( [; l$ D3 E# n与贴附式设计方案相比,架空式方案总发电量增加 14.3%,总盈利增加 49.4%,
    + d/ j; U, w. H# a1 w单位发电量的成本比原来降低 12.7%。另外给出了大同地区每月太阳板最优倾角
    7 k+ \/ U& L6 X% @3 D: Y% B和方位角,指出在人工费用允许的情况下,通过每月调节太阳板倾角和方位角可/ C& X5 V% ?4 K5 ^) W
    以得到更高的盈利。8 {: V+ S4 ]. m9 e3 M+ U1 Z
    针对问题三,总结了原太阳能小屋设计的不足,在完全使用投影面积的情况
    5 s# K  j6 E5 x" ^下,设计了朝向为南偏西 20 度,屋顶倾角为 32 度的小屋,以最大收益及最大发
    7 y! |3 \. H. o! R  u电量为目标,规划了新的光伏电池铺设方案,绘出了各墙面的组件阵列分布及电* c2 y2 O5 s$ h' G  a  T
    池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:; B0 F4 O: h+ `& T2 d
    设备成本 35 年总发电量 回收年限 35 年总盈利 单位发电量成本
    & {; t$ A- ]. \, c23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 ) \- a4 a9 E+ s7 f; \
    与原太阳能小屋的设计方案相比,总发电量增加 42.5%,总盈利增加 44.7%,而
    & }7 L( h3 V- P; A  x4 V7 P" f单位发电量的成本与原来持平。结果表明,自建太阳小屋的各项性能较优。
    7 T, k" U2 p( P& V* _3 y5 o) E- @; @3 C* a

    5 g; f, W+ }& O2 s5 [+ {

    论文B149.rar

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    zan
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