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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
& G! h- w) J/ L5 g" W+ Z4 X# X' F7 Y# [2 j; M6 x( n2 ^
5 ?+ H' D+ x" O( @# z
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$ i5 x: L+ R' x' b方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。
G! m3 k* z1 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,
) ?% j' v# N* \& S+ k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,
" J* v6 m, K" b' ~ B. b# n, 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. q9 a0 F+ ?3 _; N/ A
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
# r6 m* I: Q, B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
) o" g: `9 a! e! ?' ?0 U" X7 U! U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7 Y; b( B% [* T; A6 _' U
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0 T) B! A* U% t. P8 D' Z- p; y8 d
太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:
' _! u* B0 U/ G" P* 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
) z, S) D4 C1 L3 Y" {" s* ^16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度
1 {: \1 a$ [7 X9 r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' n: |6 C/ O$ m) I, f$ e* o
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
5 X8 ^8 ^& @9 ~# ^8 Q9 O4 E N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
/ Z# t, [: r0 e( B: V% D-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
5 G* R M, S. i5 m% s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; y# e9 R) C* U; 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
- K; k! }0 V* z7 U( {! v5 Y* Z- A1 G' M方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:$ m6 X- u$ R- f$ @6 `2 {$ Q
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3 v. d% A7 G- Z+ O+ D. z3 Q4 `
16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度
; g- c- R/ o/ k c3 x+ m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%, t4 G& z2 k; C7 R
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2 D+ n; b3 ]' R3 g. @9 R' D
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, j4 l" X' Q$ W( Q& s
以得到更高的盈利。
8 W( m8 ^0 l0 @: 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 m: m k0 }0 |: d: c
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
, N7 G6 y9 |8 A( d* q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) M* e% l. F0 N5 }5 P
池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
! d6 l5 }. O; O1 ^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
( D& z, Z* N' y7 t q, o. K5 v23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 ! Z8 T* `0 X! n7 x! 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; h' |7 ]# Y& T! A. `; o5 W
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。
- p/ y4 K0 q7 h! K, }! g: I* k5 V' U
7 I2 w0 o. B8 P( B7 W% z8 ~3 L) ~7 h2 C: f @( d* a/ k" b
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