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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 + {# n# O* _7 k/ `4 e
! b$ L3 H3 S' ?! @
/ x+ L% }& G# ~" p) p0 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8 w0 Y2 j5 B! F i( }# W, I% v
方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。" v& [! j- ~3 U. 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,
) o0 d- z. O' M1 E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,$ O0 h2 ]% [" |/ A
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- E3 [8 x2 I3 _0 ?& 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9 i% C* D8 m$ {+ l: I# l! 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$ b. E' n& Z: k8 ]
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) F/ v0 P; a" f% `( ]/ j3 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- z7 {9 `$ y0 Q1 ~" B
太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:
8 ^8 D% k, {7 T l9 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
7 l! _+ o* A2 f1 e/ ?; C& ?) `& K16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度
0 F9 ]0 h" u# D# b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
7 n- T+ Q- t4 P }; q! P$ 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% v- g/ A6 Y1 `" c0 H" Q
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" C: s$ C o* b
-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
( q, W7 h+ x/ x6 Z! C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4 a S b3 [( X7 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7 C7 W q6 q. R. c6 |$ B
方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
" o5 T& |) Q) g' a+ {9 q; {9 [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 N* G0 G$ K: s* [. o
16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度" _" J/ r1 t5 P$ P2 d2 S5 c$ p5 H
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%,* M( p1 X# X8 X2 _/ {7 f: G
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
! {& {0 W! M; B; }$ p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
! q5 L0 t5 \8 P以得到更高的盈利。
; k F0 ^* c ^- b4 _7 w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 {7 g9 \, D X, c5 j. g
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
\, X6 ~ v0 L4 b/ O. \1 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& y4 B! ^- P' Q/ X. {
池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:
9 m& G/ j4 N* \% K! @6 P. 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
1 v& f" h) r) {- |1 j7 m8 Z23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 - h) E% U# L; O
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
. Y) G, u# y% K6 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。
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