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TA的每日心情 | 开心 2021-8-11 17:59 |
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签到天数: 17 天 [LV.4]偶尔看看III 网络挑战赛参赛者 网络挑战赛参赛者 - 自我介绍
- 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。
 群组: 2018美赛大象算法课程 群组: 2018美赛护航培训课程 群组: 2019年 数学中国站长建 群组: 2019年数据分析师课程 群组: 2018年大象老师国赛优 |
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2012年国赛优秀论文B149 . R# b- f' b" U# Q0 G( [) {, V
9 I$ }8 ~4 W$ g' B( ^. m/ _
& j( f3 f* P. z: Z$ Y9 y
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$ o0 L5 @% e7 S% |4 a7 R( }
方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。9 i3 I: {0 ]" y! Q
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,
0 Y" A0 _* N: |3 o5 |5 c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,9 a; K C8 ^; C( Q" e9 }# j1 f& D+ X
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
3 p7 w( ^0 x5 p7 N% i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1 H \# ^) B% M" L
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 G& T, H2 R7 d5 [3 a
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
" J9 R! G2 U! C, Z9 W% _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: {% B$ V' a( `# e
太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:( ^& I: e1 L4 I: S ]) N
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+ q* d* ]! O, m& `1 r! A3 a
16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度3 I& \0 K M& K+ r9 S
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' I) E7 [9 J8 p# D6 J8 P! ~
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! V" m+ W" {4 m$ 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
9 W5 a* ~9 K0 t' M0 E' G* U-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
+ F! M k) T! R0 ^1 [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
9 S1 E0 R, x* l; p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3 a: \, U8 X: r) F% w
方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:; s. D8 w; O* l+ _7 |# {
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
, ^8 @! j$ `+ p1 H( A. g16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度
9 n( y# o& S* D1 K% r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%,
# o) z) j+ g: u5 ?/ T" j9 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 x, v Y4 ~& b8 e6 p9 E/ M' _
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. m- J% L2 m7 c2 e) d
以得到更高的盈利。
9 c7 w* F" y" r4 Y. P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1 }& L+ u G. z" }, `2 T
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
1 e E" O. r+ ^. g( o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
9 \: f- S' [0 W5 ~$ q7 K池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
% Z" F0 V. B% A% ]+ h( W 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
; [! N4 p- h: r4 Z; d% t8 \- w0 r8 e23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 ' f' z: q4 t* Q9 ~- u! {
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) N2 g$ N7 y0 u
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。
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