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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
, @2 ^& D; v/ J# s. c7 R ]7 v. @% z h u& n8 H
7 X+ v4 U) J% A' g% p
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# s* {4 [- W9 x) _/ {3 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。; I& K& Y( M( y, p7 _) F8 `' w: z! W
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,
" A8 D5 Q) A& v V8 S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,
/ _- Q! D4 L. V/ r/ G/ Q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) J6 i# }0 p7 ?$ E1 f; p3 z- Y
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9 }, a/ x# D: K' O( ]5 K+ M8 y( x& p
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1 h% b/ @& [% y
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
, M% p6 g( k7 ~* N- { @' m7 T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% Y1 `: V. @% Y! J2 l
太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:
' M4 t0 U; a% `$ L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
. f8 o" i4 G9 C! h: | _( l; `3 I16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度
+ ^& i. u* H Z! j# T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
# L/ `# K9 W+ J& N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
% g. j- s% _) I( K/ r# z 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% l! ^) E8 K; n7 q
-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
& Y2 ^/ Y: s9 B$ _5 E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" j! m/ ? U5 J; L
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
& H5 {! s) S$ O0 s0 w/ Q* {方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:( G2 q$ m* B$ _
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 A" X5 q' W# c% D( B) J% q16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度
5 A0 D" `! H. a2 ? T) b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%,; |& Q+ o+ [9 v7 O8 C
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 ^2 P& u- z! 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
- Q; F4 _% T$ X1 }9 ?以得到更高的盈利。; E/ t9 D' w- Q" |6 _: ]
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
: [3 ?+ F# G, \- w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 ?0 D5 t6 O0 E) L. 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
+ f# y% } L* g- ]& L7 }池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:" s! E" H$ t E! v _4 @3 ~2 I# 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5 J% w4 m$ R0 T: f
23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 1 T' \' e" q2 i
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0 Z" @+ u5 S% E. V S
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。 . F) K8 q" `* j4 ^* T
! p2 I- C) b# b: c- _* x6 I+ ^* c2 x9 t3 N, Z! B% ~4 E
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