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2012年国赛优秀论文B149

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杨利霞        

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    [LV.4]偶尔看看III

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    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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    发表于 2019-9-30 15:36 |只看该作者 |倒序浏览
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    2012年国赛优秀论文B149

    " Z; k/ l3 W: \/ V  m" x; u6 w6 u% x  W

    ; d, R7 G( B' q5 U  [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6 |& |; P5 Y3 E
    方案,计算方案效能并重新设计了效能更好的太阳能小屋。# B: O* z0 l. v" |
    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,& S! {# r- Q8 h  s1 X: M" v; |
    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,0 T+ i1 X* m+ f3 ~1 \
    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  I% X% y$ x' i/ S; o$ T+ 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& I" H9 C$ V! P$ G- J, n* w
    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
    , R. q1 _5 Z+ c5 F. n& w; _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
    / t7 J* i5 P, W& L- i$ I1 `! H! 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( M6 ~: N& ]  q6 H) d# M6 H
    太阳能小屋的发电效益指标如下表所示:8 R( T6 [5 t) i9 E
    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
    $ \6 |+ L) `# u& s: e4 \16.596 万元 46.787 万千瓦时 23.72 年 6.796 万元 0.36 元/度
    8 u( A# X* t) z* B6 M7 m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 E9 n2 [1 b! B9 w9 B
    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
    7 q1 W) y1 s! Z. ?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8 F( N6 v& P9 G+ S; X" A' ?
    -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; V( ]& y, ?# Z4 Q" K; _% 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& K" Z+ _% E7 ^) ?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
    6 L9 \; o. `7 h, O/ N方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:9 g- P* N' J& ]% [# s( c
    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
    6 y% D7 ]% R& c1 f  ?16.596 万元 53.494 千瓦时 20.6 年 10.151 万元 0.31 元/度; O; u" D1 `" E1 ^+ q/ o
    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%,
    " J& r& n. i; S" ?9 G) Z, p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/ Q5 @7 b6 n3 U$ Y& O( ?# u
    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$ s! u0 B( A8 Q# ?8 s8 O& o* j
    以得到更高的盈利。
    . |0 J9 Z# o% Q- N& Q; S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
    : o: Y( i1 a4 |  Z! N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
    $ K: Z$ G5 ^9 W  X/ u: 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- c/ w9 x) E( e( q5 \3 {
    池组件连接方式,并得出太阳能小屋的发电效益指标如下:; a  H, X# F6 u/ n; 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
    " l3 V: H: N% ]8 j23.422 万元 76.222 千瓦时 20.4 年 14.692万元 0.31 元/度 7 F* I* A0 P( @# T8 l0 c" X7 g/ 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* ~: q1 R  B, \
    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$ Y; ?: T6 r' `0 H# K6 x) n. |
    6 L. D7 s7 X; C8 N& F+ U/ z% K0 \+ H3 Q! i. l

    论文B149.rar

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