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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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    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。

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    1#
    发表于 2019-9-30 15:36 |只看该作者 |正序浏览
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    2012年国赛优秀论文B149
    # a8 J# Q3 T6 y- J6 [6 P3 f
    6 \" E% ~8 m; N
    4 u3 a: I- e  r2 |1 {! z8 V; X( X
    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( r: P" t1 e; m# t! ~
    方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。
    + D" g( U( U" g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," w( y+ A' M5 F; Q
    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," E( \3 W% {9 d0 {- b4 `
    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
    2 V7 t$ |) }; N2 `- t" v4 o, S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+ x# J6 r5 e+ g  l6 d8 x
    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+ A9 b5 o* h/ T, a  H5 r8 p  e* b
    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/ ^+ Z8 L  G" B$ ^4 D
    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
      B3 |% I: N" Z; v太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:
    ; B) O: C4 N% _& q9 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
    . K0 X2 }; f3 P, C6 {; ~0 J( I16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度  q. T4 y: X3 K
    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
    1 R) G+ ?( @; i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
    & m% a, a! u9 H5 l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7 g9 j" }+ p' q* Q6 r- }
    -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; ^0 z# O" S2 ^
    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8 r) b9 L, _8 E
    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
    * [; j! Y8 X9 R: G1 Z' X方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
    9 R' x8 C# y4 d+ y1 `  n: s% r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 z  S4 z3 c3 i+ h# P* Z, P
    16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度9 H% Q: L; \- d$ `/ k. U
    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%,' t: Z- U- x' w+ x, }
    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
    ( b9 t) {9 @' ?, C9 g0 ]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
    $ \3 L* m, I" U( x( m% L% S以得到更高的盈利。3 F$ }1 X. j' J# E- E0 n
    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! ?# u4 T' Y; h
    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
    2 o2 A' G- }9 B8 r5 I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 [7 }+ D  z+ [4 Y8 e4 M池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:" E  i+ x! @3 x5 d* g
    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 p; f- O4 Y; z" K+ k2 P. w0 K7 i
    23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度
    " v& `8 d, K- n6 M* 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9 x) C# N8 k  H
    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。 3 Z8 A7 p/ y4 h* R& P) }

    - p6 {+ O0 G4 K# X/ l6 J& g
    3 d- E, h9 E% Y4 l8 p2 \& g, @% f

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    zan
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