太阳能小屋的设计(数学建模论文)(编辑修改稿)

太阳能小屋的设计(数学建模论文)(编辑修改稿)内容摘要：

在各墙面上的发电量 由上面表格中的数据可以看出东面应选择 B 类型的光伏电池，南 向墙面应选择 A类型的光伏电池，西向应选择 B类型的光伏电池，北向应选择 B 类型的光伏电池。 模型分析及求解 由于还要考虑逆变器的价格以及电池的成本，可以在得到的优化模型基础上进行分歩分析。 在前面所求最优基础上，排列为： 表 4各墙面最合适的铺设 前顶面 43 块 A 22块 C 25块 C6 1台 SN1 2台 SN1 后顶面 6 块 A 20 块 C 12 块 C10 1台 SN 2台 SN1 东面 8 块 B 2 块 C 42 块 C7 SN SN1 1C 2B 3A 东向墙面的发电量 南向墙面的发电量 西向墙面的发电量 北向墙面的发电量 0 屋顶的发电量 7 南面 7 块 A 11 块 C2 SN SN3 西面 11 块 B 1块 B 25 块 C7 SN SN1 北面 11 块 B 7块 C 19 块 C7 SN SN1 单独对后顶面考虑盈利问题，由于后顶面有一定的角度  ，根据数据可以求出 A3电池板 35 年的发电总量 [3]：  c o s)( 313322131  nttttscQ )(918 0 7 6 1 3   hkw ， 式中 1t 表示转化率不降低的时间长度即为 10 年， 3 表示后 10 年降低的转化率， n 表示铺设的 A3 的数量。 A3的成本为： mxPlnR  431131 6 9 0 012 0  24780 元， 盈利： 1 2 2 22 4 7 8 7 1 1 5313131  RLQW ， 同 A3 可求出 C C10的盈利情况： 04 4 1737373  RLQW ，  RLQW。 同后顶面的计算法，可以求出各个面的不同类型的光伏电池的盈利情况： 东面： 7 1 7 6222222  RLQW ， 由于优先考虑 B2，但 B2 不能盈利所以不再对别的进行求解。 南面： 8 2 1313131  RLQW ， 0210032 32383  RLQW ， 西面： 2 9 9 2222222  RLQW ， 同东面不再进 行考虑。 北面： 1 6 4 9 3222222  RLQW ， 前顶面： 8 8 6 3222222  RLQW。 通过第一步的分析，可以发现：东面、西面、北面和后顶面虽然发电量达到优化，但是成本很高，且 35 年内一直处于亏本状态，于是不再在东面、西面、北面以及后顶面进行铺设，仅对前顶面和南面进行优化铺设。 在前顶面、南面分别仅在铺设 A C2 时，收入才为正，因此在前顶面上只进行 A3的铺设，南面进行 C2的铺设，由面积的限制 得到各个面铺设的数量： 43前顶n ， 11南n。 考虑到逆变器的规格，对前顶面和南面的电池组件分别进行串并联，根据电压的要求，以及电流的要求，安排如下： 前顶面：将 43 块光伏电池分为四组： 1 1 1 10，每组内部进行串联，组与组之间进行并联接入 SN17，此时： AIIVVV ,4 6 110 3131  ， 8 南面： 将 11块 C2 全部并联，此时： AIIVVV , 2323 。 计算出一年的电费收入，进而可求出收回成本的时间。 对前顶面和南面进行分析，其中由于前顶面有一定的夹角，于是年发电量为： 23131 c os   ntscQ hkw   3 6 9 109 7 0 7 6 1 3， 2323 c  ntsQ hkw   8 3。 收取的电费： 8 4 3 6 9 63131  LQC ， 0 1 32323  LQC。 一年的总收取费用为： 1 5 8 4 82331  CCC 元。 光伏电池以及逆变器的总成本： 317233311 xxPlnPlnR  元。   前 10年总收费为： 1 5 4 0 6 78 4 8 16101 0 C 233110  CC ， 10年到 25 年的收费为： 元3 7 4 3 1 5  CC  ， 这 15 年内的总收费为： 59 01515  CC ， 25年后的收费为： 7 2 1 5  CC  ， 25年到 35 年的总收费为： 7 2 3 81025  CC ， 由此可知，成本弥补回来需要时间： CRttt  21 年， 7 2 3 ) 6 5 9 1 5 4 8( 7 9 4 5 21510  总盈利： 5 9 2 7 9 4 5 2) 7 2 3 6 5 9 1 5 4 8(  RCW。 综上所述： 在仅考虑贴附安装方式时，为了得到尽可能大的利润，仅对前屋顶和南面 进行铺设，分别铺设 A C2 类型的光伏电池，别的墙面不进行铺设。 9 前屋顶铺设 43 块 A3 如上图所示 南面墙铺设 11 块 C2 类型的光伏电池，如上图所示。 按此铺设，根据光强以及设备的技术参数可以求得： 35年的总发电量为： hQ  w4 5 0 7 5 6 .2 2 k2331。 35年的经济效益为：  RCW。 当 CR 时， t 年，即 27 年后可收回投资。 根据电池组件的数量以及容量可以得出：前屋顶用 43 块 A3，应分为四组。 1 1 11，组内元件进行串联，组与组之间进行并联，并且选择 SN17 逆变器，图示如下： 图 1 前屋顶铺设图 图 2 南面墙铺设图 10 南面用 11 块 C2，原件全部并联连接，并且选用 SN3 逆变器，图示如下 : 电池分组 I： 3个 11个串联，1 个 10 串联，彼此之间并联 输出电压 =10V 输出功率 =43W 选逆变器 SN17 电池分组 II： 11 个并联 输出电压 =V1 输出功率 =11W1 选逆变器 SN3 图 3 前屋顶电池组件连接分组阵列示意图 图 4 南墙 面电池组件连接分组阵列示意图 11 问题二：现考 虑朝向于倾角的因素，用架空式安装光伏电池，对小屋的部分表面。