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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。
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2012年国赛优秀论文B149
/ l" {+ K0 _4 M" y4 f! T5 {) u4 v, J7 i
- m0 d L/ a' A# r/ 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/ p# m- X# N* k9 u. L! _
方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。
) P; p1 F) Y% n, x( w. K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,
8 p8 b* a! f1 ~# f( v1 |6 M+ f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,
8 B3 Q2 g5 R# D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 n' e2 ^" C; q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
) s# ^- H3 P6 Y& L3 O) k/ J4 O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" S! r0 ^* \' b$ a4 a! b4 ~; |) L
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- k$ {- q$ ]7 a8 t+ B. V4 V
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
$ p' {: |/ M8 `1 B1 h) f太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:5 F. n* M+ w6 q! w l9 |2 [: x2 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
% Q5 E! H6 E# G$ r9 k0 L/ `16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度8 X/ ?* V+ a5 A) @# N
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9 [7 B. d! W# j4 |6 a U% R( d
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* W) @& C" C+ ~( p/ G
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! Q5 j1 p$ @& A( C! o
-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
2 X s/ C v3 a# }3 I* U3 `7 U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
" @' n# M" T& k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
9 I3 |( |* |2 u方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
' } b: D# W4 w9 \2 C3 q* r; S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- e) F5 _9 R% K( Z b
16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度
* E5 `+ l2 b. s2 S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%,
& }8 Y* [) u/ n3 }; E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8 I6 w" O$ X" B4 V6 S
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! i! i+ l I+ D$ O- {/ v) b
以得到更高的盈利。6 B V0 c$ O0 V( b5 R8 F5 ^3 h
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
; g7 r6 L, s, g5 q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
, e( x& }7 q7 |) n- P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1 |6 w$ J5 N- H" R' k# 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:3 ~ C3 j, W, B* N4 a8 G6 {
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 @9 P8 F8 F. l& G6 C/ ~
23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 % O% R7 l% ~7 x5 E- X
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 @# m! A) b, }, h4 m" R
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。 ) s0 `" D2 h9 w5 Z, R/ \" U. v l) I
% |2 d; W+ ~2 t- A5 o
$ h6 ]6 U, Z) A4 c7 f
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