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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B113
8 R5 W# H8 R: q( @' s0 |5 D* w' X( X- D( [( A' p
: K. F3 k. ?. d
设计太阳能小屋,研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设问题,本文利用松弛解法
( R( O) C) o- E( C4 i! T; D的思想,先将实际问题数学化,再将数学问题实际化,得到最优的铺设方案,并取得了1 s! ?& G/ @, z" ? L
较好的经济收益。
2 i! c6 O' P1 I6 A针对第一个问题,利用贴附方式对小屋部分外表面进行光伏电池的铺设的工作,因
! l# u1 `5 b& Z1 K8 X为电价是固定的,最大光伏发电总量也代表着最大收益,本文以最大收益额和最小单位- Z5 ^ ?$ E* a
发电量的费用为目标函数建立第一个模型,并利用松弛解法求得它们的上下界。斜面上* |9 y% U4 L1 d8 `) ]7 u
辐射量可根据已有光学关系求得。再根据太阳光在不同墙面的年辐射量和不同电池的转" k% O: o- t9 d* O% R
化效率计算出每块电池在不同面一年内单位面积转化出的电能。在铺设电池板的过程* }* j& S" p( p" g: ~
中,我们以利润最大为目标,针对每个面选择性价比最高的电池组件,并根据调整串并" b" d$ K" P* @5 C
联,选择性价比最高的逆变器。我们最终得到的结果为对屋顶南面、南立面、西立面三
9 Z# p: p, a8 p& ~个面铺设光伏电池,小屋在 35 年内获得的光伏发电总能量为 542027.7KW,收益约 7.6 p. v" E d! |3 Z7 F( X" K' p' ]. g8 r
万元,在第 25 年收回投资。
1 a) K+ b( T* m3 \+ t: m( G2 E% W针对第二个问题,我们采用逐步搜索的方法。先改变电池板的朝向和倾角来获取更& x3 A% |$ d5 R, N2 w8 V
多的辐射量,我们先控制方位角不变,选择最优的倾角。再以最大发电量最大作为目标! Y0 }1 z$ Q, n( @
建立模型,得到相应的倾角 β =36.6! U3 x p8 G( d2 U) k6 |$ z4 k
o , l# f9 V7 n! L* h
和朝向角 γ =7.6
) w9 M# G; M$ |o ! y r( z0 C: Y4 d( [- u
。我们只对屋顶的光伏电池进行架
Q. ]: R d8 F; P! p# S8 O3 ^& ~空安装,并且将屋顶背阳面拓展成与向阳面衔接,使得总的有效辐射面增加。计算方式) A4 W, J+ X: ~$ S0 Y0 [5 T# y$ E
同第一个模型,能够比原来多安装 6 块 A3 电池,收益也相应增加,其他墙面的贴附方! [1 R# ]% k- I
式不变,小屋在 35 年内获得的光伏发电总能量为 692088.52KW,收益约为 12.8145 万( Y& u. A( P: i: Q, m6 N
元,在第 19 年收回投资。, R. k, o5 P( {& X+ R3 F, V
针对问题三,设计太阳小屋能够转化光能,使受益最大就需要尽可能大的接受面积
g8 @0 N! K$ C' i6 I和尽可能多的光照强度。通过对一二问的分析得到,房屋顶的太阳辐射对整体的影响最
! T+ l( V& M6 z大,所以重点是使得屋顶的面积足够大,以问题二解得的倾角和朝向角可提高接收的光0 j2 ^1 _ f4 x/ g( X1 g
照强度。以理想收益最大的目标函数,通过问题一松弛解法估计各个面最划算的电池板
0 [) M5 ~: m; V0 F/ f( p和附录中对房屋要求的限制作为条件,解得优化的小屋长 15m、宽 3.5m、高 2.8m,见: B1 N2 I1 g. l% h+ y {5 ^7 ]
图 11 然后按照现实的排列进行改进,计算总成本为 245840 元,35 年总发电量 746110kw. Z4 b, t% a3 e% I+ d0 S4 m7 b$ w
总收益 127215 元,在第 23 年收回投资。# j* d) Q$ ?: x, j
' l% @% V+ s) k5 q6 w4 E
M2 w% Z3 P* ^4 P) z |
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