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2012年国赛优秀论文B149

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杨利霞        

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    [LV.4]偶尔看看III

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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
    / f2 _/ |$ k: K1 n( I  J
    0 Q# k3 o* R+ @( _* R/ t3 X

    4 P9 v6 G# G+ x3 `4 E; S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
    4 T" l; L. K" ~5 s方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。
    $ c5 b+ m' u/ A- x/ f* H0 J1 L3 a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,
    $ F0 y. N0 M' b  ~& J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,6 q2 k' Y: \8 r! u/ a' ?; n* \7 p6 t
    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  A8 S' Y- O8 ]7 p# N" w
    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& R# K, @; B7 L  g5 V9 x3 O# v
    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
    " J& Z5 N7 j1 r4 K1 d9 O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. w9 M5 Y* ~# r" n! [. n" E
    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
    ( z( |" {# y2 X8 w9 r太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:8 Z- }. M" j# O
    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/ w% i' i, K# r  C9 q
    16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度& F8 T$ K3 c# i& I' N1 h8 v
    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6 ?: z2 B/ g( C6 N, i, X$ K& g3 g# 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+ k9 U- o9 n( V- d6 y4 d+ G# J
    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
    1 v  m: G& P, V, ^5 o; D8 B- H-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( Y1 J4 M1 D) w
    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/ m, }' O9 `  ~: x4 T; X; s
    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! q9 g5 P0 X( a
    方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:) d) z' ]  z6 r4 ~3 P" t/ W
    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
    5 k: F! U( O8 d) t. e% R2 T# i( c1 @16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度
    + N  i" g# B5 T3 u& 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%,' T1 e$ _% {+ [8 S: ]" Z1 M6 d
    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
    4 J' S4 B8 Z. }: {! @. {) k" r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
    4 F  n5 _! A7 x& D以得到更高的盈利。: C1 u" R* y- e+ H' D3 c! G4 u
    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
    2 W# {$ H$ z! j. j/ n) [4 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5 f7 G. `# q! s" o3 ?7 E3 F6 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
    * \$ c" b& X) C, q  x: _8 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:, k& @# I0 g$ \* f
    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
    1 I" y. F9 e7 T* _23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度
    7 r; e1 n6 S& O% C' E* w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
    $ w6 j' B  j/ P3 V- b3 |% i# B0 E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。
    0 K- |8 ]( A+ s' m; g8 P/ ~& _8 q5 k, e/ t3 |
    1 r: @0 L* R7 k% h" X# O; A

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