太阳能小屋的设计数模论文(编辑修改稿)

太阳能小屋的设计数模论文(编辑修改稿)内容摘要：

变器，其中， 7 个 3A 类型光伏电池并联采用型号为 4SN 的逆变器； 15 个 8C 类型光伏电池并联采用型号为 1SN 的逆变器，可以使输入电压在允许范围内并且满足所需功率要求。 根据上述设计方案，可以求出南立面铺设总成本，以及在 35 年寿命期内的发电总量、经济效益、以及投资的回收年限， 其中 总成本 =光伏电池费用 +逆变器总费用 （ 1）)15~0(转换效率南向总辐射强度光伏电池面积发电总量  （ 2） 经济效益 =发电总量  民用电价（ kwh/ 元 ）－总成本（ 3） 根据公式 （ 1）可得出，南立面的铺设总成本为 31236 元；根据公式（ 2）可得出，南立面第一年发电量为  ， 35 年的发电总量为  ，第一年的经济效益为  元， 35 年的经济效益为  元，根据结果可知，其投资无法回收。 2） 北立面光伏电池的铺设方案设计结果 1. 光伏电池的铺设方案，如图 5 C 10C 10C 10C 10C 10C 10A 2A 2A 2A2A 2A 2A 2A2A 2A 2A 24400 mm1100 mm700 mm1400 mm1100 mm510 mm1590 mm1650 mm400 mm2500 mm1000 mm2300 mm1600 mm550 mm2100 mm1100 mm4400 mm 图 5 北立面光伏电池的铺设方案设计图 北立面的铺设优先选择性 价比最高的 2A 类型的光伏电池板，其次剩余面积应该选择性价比最高的薄膜电池，但是，由于北立面的门窗较多，剩余面积少，以至于不能铺设1C 等类型的电池板，所以在剩余面积的约束下，选择能够铺设的薄膜电池类型，在其中我们选择了性价比最优的 10C 类型的电池板，由上图可以看出，南立面的铺设选择 2A 类型的光伏电池板共 11 块；选择 10C 类型的电池板共 6 块。 2. 北立面逆变器的选择 根据南立面中所提出的算法得出各电池连接方式及逆变器选择结果 2A 类型光伏电池的连接方式如图 6 12 A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2SN 14 SN 3A2 图 6 2A 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 2A 类型光伏电池的连接方式为 5 个 2A 类型光伏电池串联再与另外 5个串联的 2A 类型光伏 电池并联；选择类型为 14SN 的逆变器。 剩下一个 2A 类型光伏电池单独连接一个逆变器，选择类型为 3SN 的逆变器。 10C 类型光伏电池的连接方式如图 7 C 10C 10C 10C 10SN 1 图 7 10C 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 10C 类型光伏电池的连接方式为 6 个光伏电池并联；选择类型为 1SN 的逆变器。 具体电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况如表 7 表 7 电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况表 逆变器序号 14 3 1 逆变器型号 SN14 SN3 SN1 直流输入电压允许范围 180~300 42~64 21~32 交流允许输出功率 电池组件分组阵列容量 210 A 21 A 106 C 电池组件连接方式 5 个一组串联再并联 无连接 并联 电池输入电压 电池所需功率 由上表所示，北立面选择型号为 14SN 、 3SN 、 1SN 的逆变器，其中， 5 个 2A 类型光伏电池串联再与另外 5 个串联的 2A 类型光伏电池并联采用型号为 14SN 的逆变器； 1个 2A 类型光伏电池采用型号为 3SN 的逆变器， 6 个 10C 并联采用型号为 1SN 的逆变器， 13 可以使输入电压在允许范围内并且满足所需功率要求。 根据上述设计方案可以求出北立面铺设总成本，以及在 35 年寿命期内的发电总量、经济效益、以及投资的回收年限。 根据公式 （ 1） 可得出，北立面的铺设总成本为 元；根据公式 （ 2） 可得出 ，南立面第一年发电量为  ， 35 年的发电总量为  ，第一年的经济效益为  元， 35 年的经济效益为  元，根据结果可知，其投资无法回收。 3） 朝南 屋顶光伏电池的铺设方案设计结果 1. 光伏电池的铺设方案，如图 8 C 9C 9C 9C 9C 9C 9C 9A 3A 3A 3A 3A3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 32800 mm3600 mm3700 mm6511 . 53 mm10100 mm3357 . 51 mm1383 . 7 mm1770 . 32 mm 图 8 朝南屋顶光伏电池的铺设方案设计图 朝南屋顶的铺设优先选择转换效率最高的 3A 类型 的光伏电池板，其剩余面积应该选择转换效率最高的薄膜电池，剩余面积少，以至于不能铺设 1C 等类型的电池板，所以在剩余面积的约束下，选择能够铺设的薄膜电池类型，在其中选择转换效率最优的 9C 类型电池板，由上图可以看出，朝南屋顶的铺设选择 3A 类型的光伏电池板共 43 块；选择 9C类型的电池板共 7 块。 2. 朝南屋顶逆变器的选择 根据南立面中所提出的算法得出 各电池连接方式及逆变器选择结果 3A 类型光伏电池的连接方式如图 9 SN 3SN 14A 3A 3A 3A 3A 3A 3A3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A 3A3A 3A 3A 3A 3A 3 图 9 3A 类型光伏电池的连接方式 14 如上图所示， 3A 类型光伏电池的连接方式为 5 个光伏电池串联再与另外 3 组并联，这样的连接方式有 2 组；选择类型为 14SN 的逆变器，剩下的 3 个 3A 类型光伏电池采用并联的方式，选择类型为 3SN 的逆变器。 9C 类型光伏电池的连接方式如图 10 C 9C 9C 9C 9SN 1 图 10 9C 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 9C 类型光伏电池的连接方式为 7 个光伏电池并联；选择类型为 1SN 的逆变器。 具体电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况如表 8 表 8 电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况表 逆变器序号 14 3 1 逆变器型号 SN14 SN3 SN1 直流输入电压允许范围 180~300 42~64 21~32 交流允许输出功率 电池组件分组阵列容量 320 A 33 A 97 C 电池组件连接方式 5 个一组串联再并联 并联 并联 电池输入电压 电池所需功率 由上表所示，朝南屋顶选择型号为 14SN 、 3SN 、 1SN 的逆变器，其中， 43 个 3A 类型光伏电池并联采用型号为 4SN 的逆变器； 7 个 9C 类型光伏电池并联采用型号为 1SN 的逆变器，可以使输入电压在允许范围内并且满足所需功率要求。 根据上述设计方案，可以求出南立面铺设总成本 ， 根据公式（ 1）可 得出，朝南屋顶的铺设总成本为 166524 元。 15 4） 朝北 屋顶光伏电池的铺设方案设计结果 1. 光伏电池的铺设方案，如图 11 A 2A 2A 2A 2A 21389 . 24 mm10100 mm 图 11 朝北屋顶光伏电池的铺设方案设计图 朝北屋顶的铺设优先选择性价比最高的 2A 类型的光伏电池板，其剩余面积很小，不能再铺任何其它类型的光伏电池板，所以我们仅用 2A 类型的光伏电池板进行铺设，由上图可以看出，朝北屋顶的铺设选择 2A 类型的光 伏电池板共 5 块。 2. 朝北屋顶逆变器的选择 根据南立面中所提出的算法得出各电池连接方式及逆变器选择结果 2A 类型光伏电池的连接方式如图 12 SN 13A 2A 2A 2A 2A 2 图 12 2A 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 2A 类型光伏电池的连接方式为 5 个光伏电池串联；选择类型为 13SN 的逆变器。 具体电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况如表 9 表 9 电池组件分组阵 列容量及选配逆变器具体情况表 逆变器序号 13 逆变器型号 SN13 直流输入电压允许范围 180~300 交流允许输出功率 电池组件分组阵列容量 25 A 电池组件连接方式 串联 电池输入电压 电池所需功率 由上表所示，朝北屋顶选择型号为 13SN 的逆变器， 5 个 2A 类型光伏电池串联并采用型号为 13SN 的 逆变器，可以使输入电压在允许范围内并且满足所需功率要求。 根据上述设计方案，可以求出超北屋顶铺设总成本，以及在 35 年寿命期内的发电总量、经济效益、以及投资的回收年限 根据公式（ 1）可得出，朝北屋顶的铺设总成本为 元。 16 5） 东立面 光伏电池的铺设方案设计结果 1. 光伏电池的铺设方案，如图 13 C 9C 9C 9C 9C 9C 9A 2A 2A 2A 2A 2A2A 2A 2A 2 4400 mm2500 mm700 mm7100 mm2600 mm1100 mm34000 mm3200 mm 图 13 东立面光伏电池的铺设方案设计图 东立面的铺设优先选择性价比最高的 2A 类型的光伏电池板，其次剩余面积应该选择性价比最高的薄膜电池，剩余面积少，以至 于不能铺设 1C 等类型的电池板，所以在剩余面积的约束下，选择能够铺设的薄膜电池类型，在其中选择性价比最优的 9C 类型电池板，由上图可以看出，朝南屋顶的铺设选择 2A 类型的光伏电池板共 9 块；选择 9C 类型的电池板共 6 块。 2．东立面逆变器的选择 根据南立面中所提出的算法得出各电池连接方式及逆变器选择结果 2A 类 型光伏电池的连接方式如图 14 A 2A 2A 2SN 6 图 14 2A 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 2A 类型光伏电池的连接方式为 9 个光伏电池并联，选择类型为 6SN 的逆变器。 9C 类型光伏电池的连接方式如图 15 17 C 9C 9C9C 9SN 1 图 15 9C 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 9C 类型光伏 电池的连接方式为 6 个光伏电池并联；选择类型为 1SN 的逆变器。 具体电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况如表 10 表 10 电池组件分组阵列容量及选配逆变器具体情况表 逆变器序号 6 1 逆变器型号 SN6 SN1 直流输入电压允许范围 42~64 21~32 交流允许输出功率 4 电池组件分组阵列容量 29 A 96 C 电池组件连接方式 并联 并联 电池输入电压 电池所需功率 由上表所示，东立面选择型号为 6SN 、 1SN 的逆变器，其中， 9 个 2A 类型光伏电池并联采用型号为 6SN 的逆变器； 6 个 9C 类型光伏电池并联采用型号为 1SN 的逆变器，可以使输入电压在允许范围内并且满足所需功率要求。 根据上述设计方案，可以求出南立面铺设总成本，以及在 35 年寿命期内的发电总量、经济效益、以及投资的回收年限。 根据公式（ 1）可得出，东立面的铺设总成本为 元。 6） 西立面光伏电池的铺设方案设计结果 1. 光伏电池的铺设方案，如图 16 C 9C9C 9A2C 9C 9C 9C 9C 9C 9C 9C 9C 9A 2A2A 2A 2A 2A 2A 2A2A 23200 mm6400 mm700 mm3200 mm1200 mm4400 mm 图 16 西立面光伏电池的铺设方案设计图 18 西立面的铺设优先选择性价比最高的 2A 类型的光伏电池板，其次剩余面积应该选择性价比最高的薄膜电池，但是，由于北立面的门窗较多，剩余面积少，以至于不能铺设1C 等类型的电池板，所以在剩余面积的约束下，选择能够铺设的薄膜电池类型，在其中我们选择了性价比最优的 9C 类型的电池板，由上图可以看出，西立面的铺设选择 2A 类型的光伏电池板共 10 块；选择 9C 类型的电池板共 12 块。 2. 北立面逆变器的选择 根据南立面中所提出的算法得出各电池连接方式及逆变器选择结果 2A 类型光伏电池的连接方式如图 17 A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2SN 14 图 17 2A 类型光伏电池的连接方式 如上图所示， 2A 类型光伏。