文档介绍：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。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): 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): 参赛队员(打印并签名):. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):日期: 年月日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 2 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): 1 太阳能小屋的设计摘要太阳能作为迄今人类所认识的最清洁的可再生能源,其与建筑一体化将在建筑节能中起到十分重要的作用。本文就在小屋外表面如何铺设光伏电池,使光伏电池组建所产生的直流电经过逆变器转换成 220V 交流电供家庭使用的前提下,对各种型号的光伏电池的铺设实施优化选择。对于问题一,首先利用 MATLAB 软件用最近邻点插值及离散积分对大同市一年的的光辐射强度进行积分求和,进而求出各个墙面一年的光辐射强度的总和,根据题中的限制条件进行关联分析,对光伏电池进行筛选,得出东面与西面选择的型号为 A3,北面与顶部选择的型号为 A4,由于南面墙建设条件的限制,选择了 C7,根据各个墙面的面积限制条件选择出光伏电池的个数,用其对各个墙面进行铺设,在各种铺设方案中选出逆变器, 结合逆变器的转化率及价格,选出最优的方案。用 EXCEL 计算出全年发电量,再由光伏电池的折损比例算出光伏电池 35年寿命内的发电总量 2679210860 W,经济效益 ,以及投资的回收年限 17年。对于问题二,采用固定架空方式,利用太阳公转原理图及太阳能电池板安装设计的架空原理图和原理公式计算,确定电池板的架空角度,运用问题一中优选的光伏电池类型,确定电池个数,设计铺设方案选出逆变器,结合价格及转化率选出最优方案,计算出发电量,利用问题一中相关数据计算出全年发电量及 35年寿命内的发电总量,经济效益和投资回收年限。对于问题三,根据房屋规划的约束条件,目标函数,用 LINGO 求得规划目标,再用 CAD 天正软件绘出房屋立体图,对外表面进行优化铺设,并绘制出光伏电池的连接方式, 分析各数据之间的关系并对此进行计算,得出所要求结果。关键字: 光伏电池 MATLAB EXCEL LINGO 软件 2 1 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 元/kWh 计算)及投资的回收年限。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,选配相应的逆变器的容量和数量。问题 2 :电池板的朝向