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太阳能小屋的设计
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近年来,光伏技术受到人们的青睐,同时材料成本费在产品应用过程中起着举足?/p>
重的作用。本文研究如何使光伏电池板在满足一定的约束条件下合理、有效的布置电池
板,从而提高电池板材料的利用率。我们的主思路就是:如何布置光伏电池板使得总发
电量在尽可能大的情况下,单位发电量效益尽可能小。根据太阳能电池外形以及房屋?/p>
外形,我们决定用填充算法与遗产算法相结合的矩形优化排样模型?/p>
针对问题一?/p>
我们采用对太阳能电池板采用贴附式的方法进行铺设的模式?/p>
一方面?/p>
我们在确保每个电池组件都贴附着房屋的情况下来排布尽可能多的电池板,
使排放区?/p>
的板材废料尽可能少,以提高板材的利用率。另一方面,我们考虑光伏电池组件的分?/p>
及逆变器选择的要求,运用遗传算法模型进行编程求解,最终求?/p>
35
年的总发电量?/p>
367951kwh
,经?/p>
28
年后成本收回,开始盈利,
35
年总的收益?/p>
24180
元?/p>
针对问题二,我们是采用架空式安装电池板的模式。基于问题一的模型基础上,?/p>
于铺的最多板的数目已确定,我们的目的:建立模型尽可能的使已铺的电池板吸收更多
的太阳能。一方面,为了保证太阳能电池板能够最大的将照射在上面的太阳光吸收,我
根据倾斜面上的所接受到的各种光照建立了最佳倾角模型?/p>
最终得出山西省大同市的最
佳倾角?/p>
37.7
度。另一方面,为了消除由于太阳能电池板之间产生的阴影,我们建?/p>
了最优电池阵列间距模型。在最佳倾角模型的基础上,我们得出一年中冬至日的高度?
最小,通过数学几何知识,进一步得出电池阵列间?/p>
?/p>
2
.
27
cos
l
,最终得到总发电量?/p>
436470kwh
,经?/p>
17
年收回成本,总收益为
42600
元?/p>
针对问题三,我们对房屋进行重新设计。该题要求自己设计房屋,我们根据以下?/p>
面:
?/p>
1
)采光度最好,确定方向为坐北朝南?/p>
?/p>
2
)太阳辐射强度最大,所以应使屋顶的
面积尽可能大?/p>
经过问题二的计算?/p>
确定房顶的倾斜度为
?/p>
3
.
37
?/p>
根据以上条件?/p>
画出?/p>
屋的外观模型。根据问题二的排板模型,我们得到了太阳能电池板的排列方法,如图?/p>
求得总发电量?/p>
535710kwh
,经?/p>
15
年成本收回,收益?/p>
53160
元?/p>
关键字:
光伏电池
矩形优化排样模型
采光?/p>
最佳倾角