2012数学建模b题论文

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1、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。

2、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）：山西农业大学参赛队员(打印并签名)：1.邓浩然2.成月红3.罗太坚指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：王琳娟日期：2012年9月10日赛区评阅编号（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

3、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）：22太阳能小屋的设计摘要太阳能作为一种新兴的绿色能源,越来越受到人们的重视，而光伏电池也逐渐成为太阳能光伏发电系统研究的主要环节，随着能源的耗竭，光伏发电技术越来越受到人们的重视，光伏发电的过程主要就是将接收到的太阳辐射利用光伏电池转变为电能的过程国内新能源商业化市场的培育和发展，是我国新能源产业得以可持续发

4、展的重要前提，因此对光伏电池的研究具有重大意义。对于问题一，首先建立Ray模型来求出小屋两个倾斜面上所接受到的太阳辐射强度，并利用Matlab软件编程计算出一年中每天每小时的太阳辐射总量。由于在不同表面上，即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接，故可以对各个面单独进行分析。利用Matlab对六个外表面一年的数据分别进行取均值、多项式拟合，得出太阳辐射量关于时间的函数，然后根据三种光伏电池的性能要求建立模型对该函数进行特定区间的积分，计算出照射在外表面的太阳辐射总量,再与组件功率进行比较，计算

5、出组件可吸收的太阳能辐射量。在这些条件下，根据每个面的实际情况确定光伏电池的个数和种类，以及根据附件1的要求选择电池组件铺设方案及组件连接方式，并选配相应的逆变器的容量和数量。最后计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益及投资的回收年限。对于问题二，由问题一的模型中的倾斜面上所接受到的太阳辐射总量的公式可知，对该公式对倾角求导，令导数为零可计算出最佳倾角。在最佳倾角的前提下，进一步求出全年的最佳方位角，而对于偏离赤道的倾斜面上太阳辐射量的计算,普遍采用Klein推导,后经修正的计算方

6、法。由此可以确定光伏电池的铺设方案、电路连接方式以及逆变器的规格等。对于问题三，在第1、2的基础上，根据附件7给出的小屋建筑要求，优先选择使小屋各外表面所照射的太阳辐射量最大的房屋方位以及光伏电池的最佳倾角。关键词：光伏电池，太阳能辐射，Ray模型，Klein推导22一．问题重述在设计太阳能小屋时，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用，并将剩余电量输入电网。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

7、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，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。附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据，对下列三个问题，分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案，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，并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益（当前民用电价按0.5元/kWh计算）及投资的回收年限。

8、在求解每个问题时，都要求配有图示，给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式（串、并联）示意图，也要给出电池组件分组阵列容量及选配逆变器规格列表。在同一表面采用两种或两种以上类型的光伏电池组件时，同一型号的电池板可串联，而不同型号的电池板不可串联。在不同表面上，即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接。应注意分组连接方式及逆变器的选配。问题1：请根据山西省大同市的气象数据，仅考虑贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋（见附件2）的部分外表面进行铺设，并根据电池组件分组数量和容量，选