资源描述：
《阳太能小屋的设计及电池铺设--本科毕业设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、本科生毕业论文（设计）(2013届)论文题目（设计）:太阳能小屋的设计及电池铺设学院：数学科学学院专业：数学与应用数学学号：姓名：指导教师姓名及职称：2013年4月目录1引言12问题的分析23模型假设与符号说明24数学模型的建立34.1太阳辐射强度的计算模型34.2所设计的房屋的最佳方向及屋顶电池的最佳倾斜模型44.3房屋设计的数学模型44.4建立最优电池铺设及逆变器模型64.4.1房屋第个外表面发电电量数学模型64.4.2房屋第个外表面太阳能设备铺设数学模型74.4.3房屋五个外表面太阳能设备总费用数学模型74.4.4构建目
2、标函数84.5建立投资回收年限计算模型84.5.1贴现因子84.5.2投资回收年限模型95数学模型的求解105.1房屋最佳朝向及光伏电池阵列倾斜角度求解105.2在约束条件下求解所设计房屋：115.3小屋各表面的电池辐射及逆变器选取125.4小屋各表面的成本及回收期176模型评价187参考文献188英文摘要199附件19太阳能小屋的设计及电池铺设【内容摘要】太阳能小屋的推广使用对于解决全球能源危机和保护环境有很重要的意义.本文首先建立太阳辐射强度的计算模型,然后根据有关算法计算出太阳最大的辐射强度时房屋的朝向和倾斜面的光伏电池
3、的最佳倾角,从而能够设计出最佳的太阳能小屋.太阳能设备铺设时要求小屋外表面的全年太阳能光伏电池发电量尽可能大的同时单位发电量的费用尽可能小,因此,我们建立了两个目标函数.为方便计算，本文引入贴现因子，还建立了投资回收年限计算模型.利用Matlab根据已知数据进行求解题中给出问题.设计的太阳能小屋长14.8米,宽5.0米,南墙高2.9米,北墙高5.4米,房屋的朝向为南偏西38度.本文选择在屋顶支一个平板,平板与南向墙同一边,另一边在水平面上的投影与北向墙同一边,我们确定平板与水平面的倾角为35.4度.贴现率为0时,小屋的静态投资
4、回收年限为2.37年.贴现率为0.0620时,小屋的动态投资回收年限为2.91年.【关键词】设计太阳能小屋光伏电池铺设投资回收1引言太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的青睐.如今,在人们生活、工作中有广泛的作用.太阳能小屋的推广使用对于解决全球能源危机和保护环境有很重要的意义.在设计太阳能小屋时,需要铺设光伏电池和借助逆变换器,而不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大,且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响,如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式（贴
5、附或架空）等.文献[1]第三问题只对太阳能小屋进行了设计,所设计的太阳能小屋没有最佳的朝向,也没有对小屋进行光伏电池的铺设和成本回收年限的计算.文献[2]完整解决了第三个问题,房屋的朝向及光伏电池的铺设,取得较好的经济效益,但是小屋的屋顶设计和原来的一致,有靠南顶和靠北顶,而且在北墙不设置窗户,这样的效益还不是最高.文献[3]对小屋的设计沿用了原来的小屋,只是对屋顶的南墙窗户进行改变,其他的并无变化,而且没有说明小屋朝向和进行光伏电池的铺设.文献[4]比较完整做好第三问,用贪心算法只对小屋屋顶进行光伏电池铺设,计算投资回收年限
6、,但是小屋四周不铺设计算,屋顶仍设置南北两个面.文献[5]用贪心算法较好对小屋进行设计及光伏电池的铺设,房屋朝向及倾斜面的光伏电池的最佳倾角都做合理设计,取得较好的经济效益.30文献[6]在求解问题时,从单一吸收光能最强、效率最好光伏电池的入手,目标明确,将复杂问题简单化.本文根据附件7给出的小屋建筑要求,为大同市重新设计一个小屋,画出小屋的外形图,并对所设计小屋的外表面优化铺设光伏电池,给出铺设及分组连接方式,选配逆变器,计算相应结果.由于上述文献都没考虑到逆变器的转化,故本文引入逆变器的转化公式.光伏电池在小屋外面的优化铺
7、设是本文主要要研究解决的问题,目的是使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大,而单位发电量的费用尽可能小.2问题的分析太阳能小屋的推广使用对于解决全球能源危机和保护环境有很重要的意义.不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大,且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响,如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式（贴附或架空）等,因此,设计合适的太阳能小屋,研究小屋的光伏电池的铺设时一个很重要的问题.对于该问题,本文首先建立太阳辐射强度的计算模型,然后根据有关算法计算出太阳最大
8、的辐射强度时房屋的朝向和倾斜面的光伏电池的最佳倾角,从而能够设计出最佳的太阳能小屋,太阳能设备铺设时要求小屋外表面的全年太阳能光伏发电量尽可能大的同时单位发电量的费用尽可能小,我们建立了两个目标函数.为方便计算，引入贴现率（分别取贴现率为0和0.0620）,引入了贴现因子,还
