太阳能小屋的设计-同济大学数学系.doc

PAGE 第 PAGE 1页，共 NUMPAGES 2页 2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承 诺 书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 同济大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 刘伯仁 2. 邹小琼 3. 李 南 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 日期： 2012 年 09月 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编 号 专 用 页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）： PAGE 3 太阳能小屋的设计 摘要： 在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。本文在深入分析了题目给出的大同典型气象年的光辐射强度参数、逆变器的相关参数等各个有关因素和参数的基础上，详细探讨了太阳能小屋光伏电池的铺设方案，光伏电池和逆变器组件的筛选与组合方式，以及提出了一个崭新的太阳能小屋建筑结构的设计简图。在探讨的过程中，本文重点抓住太阳能光伏板的工作效率和成本效益分析这两点进行研究。结合Matlab软件强大的编程功能，Excel电子表格强大的多数据处理功能，通过对附件中相关参数的使用与处理，得出光伏电池铺设及光伏电池和逆变器组件组合的多种可行性方案。然后通过成本效益分析获得若干可行性方案中的最优解或者较优解。 最终，本文得出了以下3个结论： 1）在仅采用贴附安装方式的条件下，大同地区该太阳能小屋35年的总发电量可达到，净收益为，收回成本的时间为。 2）在可采用架空安装方式的条件下，大同地区该太阳能小屋35年的总发电量可达到，净收益为，收回成本的时间为。 3）在采用我们设计的小屋结构下，大同地区该太阳能小屋35年的总发电量可达到，净收益为，收回成本的时间为。 关键字：光辐射强度、光伏板铺设、成本效益、Matlab 一、问题综述 在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。题目附件1-7提供了光伏电池组件的分组及逆变器选择的要求、给定小屋的外观尺寸图、不同类型的光伏电池组件设计参数、大同典型气象年的光辐射强度参数、逆变器的相关参数、小屋的建筑要求等一系列的相关参数和概念，通过综合考虑各个参数和概念的影响，解答以下问题： 1.根据山西省大同市的气象数据，在仅采用贴附安装方式的条件下，选定光伏电池和逆变器组件，对小屋进行铺设方式的设计。 2.电池板的朝向和倾角均会影响到光伏电池的工作效率，在可以采用架空安装方式的条件下，重新设计该小屋的铺设方式。 3.按照附件给出的小屋建筑要求，重新设计小屋，并对新设计的小屋进行铺设方案的设计，得出光伏板发电的一系列计算结果。 二、第1问解答 2.1符号说明 X小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量，单位kWh Y小屋光伏电池35年寿命期内的经济效益，单位元 Z小屋投资的回收年限。 X11平方米光伏电池的发电量，单位k