基于固定式的太阳能小屋的设计与优化研究-PPt - 副本

1、基于基于固定式的太阳能小屋的设固定式的太阳能小屋的设计与优化研究计与优化研究 导师：刘秀娟导师：刘秀娟 副教授副教授 答辩人：李艳玲答辩人：李艳玲 学号：学号：090901024090901024 学院：理学院学院：理学院 论文的框架论文的框架 研究背景及实际意义研究背景及实际意义 主要解决的问题主要解决的问题 模型的分析与评价模型的分析与评价研究背景及实际意义研究背景及实际意义 人类进入人类进入2121世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面，大力发展可再生资源，走可持续发展的道路染的严重局面，大力发展可再生资源，走可持续发展的道路已逐渐成为人

2、们的共识，太阳能是一种清洁无污染的能源，已逐渐成为人们的共识，太阳能是一种清洁无污染的能源，取之不尽，用之不竭，其广阔的发展前景使得太阳能发电成取之不尽，用之不竭，其广阔的发展前景使得太阳能发电成为一个全球瞩目的、具有深远意义的研究课题。太阳能光伏为一个全球瞩目的、具有深远意义的研究课题。太阳能光伏发电技术具有独特的特点，近年来正在飞速的发展，尽管太发电技术具有独特的特点，近年来正在飞速的发展，尽管太阳能光伏发电在能源结构中所占的比例还微不足道，但是随阳能光伏发电在能源结构中所占的比例还微不足道，但是随着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步的增加，可以着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步

3、的增加，可以预期，到预期，到2121世纪末，太阳能光伏发电将成为世界能源供应的世纪末，太阳能光伏发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳能时代即将到来。主体，一个光辉的太阳能时代即将到来。 随着全球能源问题的日益严重，可持续能源的利用随着全球能源问题的日益严重，可持续能源的利用已经成为全世界各个国家能源发展的趋势。太阳能的利已经成为全世界各个国家能源发展的趋势。太阳能的利用，有利于世界的环境保护，因此如何更进一步地提高用，有利于世界的环境保护，因此如何更进一步地提高太阳能光伏发电装置的效率，无论是从科技应用的角度，太阳能光伏发电装置的效率，无论是从科技应用的角度，还是从商业开发的角度讲都是

4、目前亟待解决的课题。因还是从商业开发的角度讲都是目前亟待解决的课题。因此本文以山西大同为例，研究如何合理的在小屋的表面此本文以山西大同为例，研究如何合理的在小屋的表面铺设不同型号的太阳能光伏电池使得在若干年后小屋产铺设不同型号的太阳能光伏电池使得在若干年后小屋产生的经济效益最大，这是一个具有深远意义的研究课题。生的经济效益最大，这是一个具有深远意义的研究课题。主要解决的问题主要解决的问题 对下列三个问题，分别给出小屋外表面光对下列三个问题，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发电总量尽可能大

5、，而单位发电量的费用尽可能小，并计算出小屋光伏电池能小，并计算出小屋光伏电池3535年寿命期内的年寿命期内的发电总量、经济效益（当前民用电价按发电总量、经济效益（当前民用电价按0.50.5元元/kWh/kWh计算）及投资的回收年限。计算）及投资的回收年限。 问题问题1 1：根据山西省大同市的气象数据，仅考虑：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，对小屋的部分外贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋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。配相应的逆变器的容量和数量。 问题问题2 2

6、：电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池：电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池的工作效率，请选择架空方式安装光伏电池，重新考的工作效率，请选择架空方式安装光伏电池，重新考虑问题虑问题1 1。 问题问题3 3：根据附件给出的小屋建筑要求，请为大同：根据附件给出的小屋建筑要求，请为大同市重新设计一个小屋，要求画出小屋的外形图，并对市重新设计一个小屋，要求画出小屋的外形图，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。分组连接方式，选配逆变器，计算相应结果。问题的假设问题的假设 1 1、假设未来大同每年的气象参数

7、及各方向辐射强、假设未来大同每年的气象参数及各方向辐射强度与附件度与附件4 4中所给数据几乎相同。中所给数据几乎相同。 2 2、假设各类型太阳能光伏电池、逆变器的即时市、假设各类型太阳能光伏电池、逆变器的即时市场价格及民用电价在未来的三十五年中都基本保持稳场价格及民用电价在未来的三十五年中都基本保持稳定。定。 3 3、假设太阳能小屋周围没有高大的遮蔽物。、假设太阳能小屋周围没有高大的遮蔽物。 4 4、假设太阳能光伏电池与逆变器在使用过程中无、假设太阳能光伏电池与逆变器在使用过程中无人为意外损坏。人为意外损坏。 5 5、在计算中我们全部按一年有、在计算中我们全部按一年有365365天来计算，无天

8、来计算，无平年与闰年之分。平年与闰年之分。太阳能小屋原始尺寸太阳能小屋原始尺寸东立面东立面西立面西立面南立面南立面北立面北立面北立面北立面贴附铺设光伏电池的最优方案贴附铺设光伏电池的最优方案 太阳能小屋的每一个面都可以采用太阳能小屋的每一个面都可以采用A A单晶硅电池、单晶硅电池、B B多多晶硅电池和晶硅电池和C C薄膜电池这三种类型的电池进行铺设，即薄膜电池这三种类型的电池进行铺设，即在本模型中需要识别的对象并不是单个确定的元素，在本模型中需要识别的对象并不是单个确定的元素，而是论域上的子集或模糊集，这时，需要用模糊模式而是论域上的子集或模糊集，这时，需要用模糊模式识别的间接方法，模式识别的

9、间接方法是按识别的间接方法，模式识别的间接方法是按“择近原择近原则则”归类，一般应用于群体模型的识别。归类，一般应用于群体模型的识别。择近原则：设 ( )(1,2,3,)jAu in为n个标准模式， ( )Bu为待识别的对象，若存在i使得 ,1,2,() max(), (),( , )inN ABN AB N A BN A B则认为B与 最贴近，即判断B为 一类，该原则称为择近则。iAiA (0,0,1)AI (0,1 ,0)BI (1,0,0)CI 确定确定U U上的模糊集为：上的模糊集为：A单晶硅电池： B多晶硅电池： C薄膜电池： 280200ulxlx 取光照强度的因素集为论域取光照强

10、度的因素集为论域U U，321uuuU、13080ulxlx 3200ulx lx(0.13,0.11,0.13)A 东东立面： 西立面： 南立面： 北立面： (0.25,0.083,0.020)A 北顶面： (0.048,0.090,0.32)A 顶(0.17,0.088,0.17)A 西(0.075,0.12,0.24)A 南 格贴近度公式：格贴近度公式：3311( , )()()( ( )( )( )( )cccciiiiiiN A IA IAIA uI uA uIuVVCIAI对于东立面： () 0.13AN A I 东 ，() 0.11BN A I 东 ，() 0.13CN A I

11、东 ，由择近原则， A东为 和 CI型. 和由择近原则,AI对于西立面： A西CI型 .为 对于北立面： 由择近原则, A北为 CI型. 由择近原则,A南为 AI型. 对于南立面： 由择近原则, 对于顶面： A顶为 AI型. “最大最小最大最小”原则：原则：min( )max( ),iff xg y设设( ), ( )f x gy 为为一函数一函数， min ( )max ( ),iff xg y则则 ( )( )f xg y恒成立。恒成立。 在东立面上，若采用在东立面上，若采用C C薄膜电池，则最多能将光能转化为电能为：薄膜电池，则最多能将光能转化为电能为：kWhlxWC45.40%99.

12、667.578)30(maxmax 若采用若采用B B多晶硅电池，则电池最多能将光能转换为电能为：多晶硅电池，则电池最多能将光能转换为电能为：minmin(80)522.40 14.80%77.32BW lxkWh 若采用若采用A A单晶硅电池，则电池最多能将光能转换为电能为：单晶硅电池，则电池最多能将光能转换为电能为：kWhlxWA55.76%70.1844.403%5)20080(maxmax通过比较得知通过比较得知 maxmaxminCAB 因此选择因此选择B B多晶硅电池能够将光能更多的转换为电能。多晶硅电池能够将光能更多的转换为电能。 通过计算西立面、南立面、顶面采用通过计算西立面、

13、南立面、顶面采用A A单晶硅电池，东立单晶硅电池，东立面采用面采用B B多晶硅电池，北立面采用多晶硅电池，北立面采用C C薄膜电池，较为理想薄膜电池，较为理想 在西立面上，若采用在西立面上，若采用C C薄膜电池，则电池最多能将光能转化为电能为：薄膜电池，则电池最多能将光能转化为电能为：maxmax(30)872.806.99%61.01CW lxkWh若采用若采用A A单晶硅电池，则电池最少能将光能转换为电能为：单晶硅电池，则电池最少能将光能转换为电能为：minminmin(80200)5%(200)*(795.14 694.34) 14.98%*5% 694.34*14.98% 104.77

14、AWlxW lxkWh通过比较得知通过比较得知 minmaxAC因此选择因此选择A A单晶硅电池能够将光能更多的转换为电电能。单晶硅电池能够将光能更多的转换为电电能。各个面产生的电量及费用各个面产生的电量及费用 以南立面为例：以南立面为例：在南立面上，一年中光照辐射强度大于等于在南立面上，一年中光照辐射强度大于等于3030瓦瓦/ /平方米持续时间为平方米持续时间为37993799h h，单位面积上总辐射光能为，单位面积上总辐射光能为 1043.401043.40kwhkwh，光照辐射强度大于等于光照辐射强度大于等于8080瓦瓦/ /平方米持续时间为平方米持续时间为3142h3142h，单位面积

15、，单位面积上总辐射光能为上总辐射光能为1007.70kwh1007.70kwh；光照辐射强度大于等于光照辐射强度大于等于200200瓦瓦/ /平方平方米持续时间为米持续时间为2123h2123h，单位面积上总辐射光能为，单位面积上总辐射光能为869.87kwh869.87kwh。若采。若采用用A A1 1、A A3 3这两种型号的电池，则每种型号的电池各需要这两种型号的电池，则每种型号的电池各需要6 6块，每种块，每种型号的电池全年转化的总电量分别为：型号的电池全年转化的总电量分别为：%84.1680.869%5%84.1680.86970.1007808. 0580. 16A1： kwh86

16、.1130A3： %70.1880.869%5%70.1880.86970.1007808. 0580. 16kwh77.1255 若采用若采用A A2 2、A A4 4、A A5 5、A A6 6这两种型号的电池，则每种型号的电池这两种型号的电池，则每种型号的电池各需要各需要1 1块，每种型号的电池全年转化的总电量分别为：块，每种型号的电池全年转化的总电量分别为：A6： A2： %64.1680.869%5%64.1680.86970.1007991. 0596. 11kwh78.282 A4： %50.1680.869%5%50.1680.86970.100792. 0651. 11kwh

17、91.236A5： %98.1480.869%598.1480.86970.1007991. 0650. 11kwh74.214%11.1580.869%5%11.1580.86970.1007992. 065. 11kwh96.216通过比较得知采用通过比较得知采用A A3 3这种型号的这种型号的A A多晶硅电池多晶硅电池6 6块全年转化的总电块全年转化的总电量最大，最大电量为量最大，最大电量为1255.77kwh。 2 1 3456窗窗门南立面贴附铺设情况图南立面贴附铺设情况图 A3A3A3A3A3A3SN12南立面电池与逆变器连接图南立面电池与逆变器连接图 逆变器逆变器SN12SN12的

18、逆变效率为的逆变效率为94%94%，故南立面上铺设，故南立面上铺设A3A3这种型号的这种型号的A A多晶硅电池全年的实际产电量：多晶硅电池全年的实际产电量： 1255.77*94% 1180.42kW h则南立面则南立面3535年总的产电量为：年总的产电量为：1180.42*10*100% 1180.42*15*90% 1180.42*10*80% 37183.23kWh铺设该墙面所花费的总费用铺设该墙面所花费的总费用 = =逆变器的费用逆变器的费用+A3+A3单晶硅的费用单晶硅的费用 = 6900 6*14.9*200 24780元 东立面东立面 : 采用采用B1B1这种型号的这种型号的B

19、B多晶硅电池多晶硅电池1010块全年转化的总电块全年转化的总电 量最大为量最大为1301.30kwh。 东立面光伏电池东立面光伏电池3535年总的产电量为：年总的产电量为：40990.95kwh40990.95kwh。 铺设该墙面所花费的总费用铺设该墙面所花费的总费用 = =逆变器的费用逆变器的费用+B1+B1多晶硅的费用多晶硅的费用13800 10*12.5*2654692513800 10*12.5*26546925= = 元。 6900 10300 17*14.9*20067860西立面：西立面：通过比较知采用通过比较知采用A A3 3这种型号的这种型号的A A多晶硅电池多晶硅电池171

20、7块块 全年转化的总电量最大为全年转化的总电量最大为2668.09kwh。 西立面光伏电池西立面光伏电池3535年总的产电量年总的产电量: : 84044.84kwh.84044.84kwh. 铺设该墙面所花费的总费用铺设该墙面所花费的总费用 = =逆变器的费用逆变器的费用+A3+A3单晶硅的费用单晶硅的费用6900 10300 17*14.9*200 67860= = 元。 北立面北立面: :通过比较知采用通过比较知采用C1C1这种型号的这种型号的A A多晶硅电池多晶硅电池1414块全年转块全年转 换的总实际电量最大为：换的总实际电量最大为：320.02kwh320.02kwh 北立面北立面

21、3535年总的产电量为：年总的产电量为： 10080.63kwh10080.63kwh 铺设该墙面所花费的总费用：铺设该墙面所花费的总费用：6900 14*4.8*10013620= =元元 顶面顶面 ：通过比较知采用：通过比较知采用A A3 3这种型号的这种型号的A A多晶硅电池多晶硅电池4545块全年块全年 转化的总电量最大为：转化的总电量最大为：13485.63kwh13485.63kwh。 顶面全年的实际产电量为：顶面全年的实际产电量为：424797.35kwh 424797.35kwh 铺设顶面所花费的总费用：铺设顶面所花费的总费用： = =逆变器的费用逆变器的费用+A3+A3单晶硅

22、电池的费用单晶硅电池的费用15300 22000 45*14.9*200 171400= =元元贴附铺设经济效益贴附铺设经济效益 阳能小屋全年总发电量阳能小屋全年总发电量= =东面总发电量东面总发电量+ +西面总发电量西面总发电量+ +南面南面总发电量总发电量+ +北面总发电量北面总发电量+ +顶面总发电量顶面总发电量=1301.302668.091180.42320.0213485.6318955.46kWh太阳能小屋太阳能小屋3535年总发电量年总发电量40990.95 84044.84 37183.23 10080.63 424797.35597097.00kWh则则3535年电量产生的

23、的经济效益年电量产生的的经济效益 597097.00*0.5298548.5元。 建设太阳能小屋总的费用建设太阳能小屋总的费用 46925678602478013620171400324585元。 设第年对太阳能小屋铺设的电池进行回收设第年对太阳能小屋铺设的电池进行回收, ,获得的纯收益为获得的纯收益为: :18955.46 100% 0.5 324585 (100% 1),(010)18955.46 10 100% 0.5 18955.46(10) 90% 0.5( )324585 (90% 1),(1025)18955.46 10 100% 0.5 18955.46 15 90% 0.51

24、8955.46(25) 80% 0.5 324585 (80% 1),(25xxxf xxxx 35)9477.73 ,(010)8529.95723013.13,(1025)7582.18431744.75,(2535)xxxxxx 通过对结果分析可知，通过对结果分析可知，3535年后对太阳能小屋进行回收年后对太阳能小屋进行回收能够得到最大的经济效益为能够得到最大的经济效益为233631.69233631.69元。元。2. 小屋贴附铺设电池，获得纯收益的小屋贴附铺设电池，获得纯收益的Matlab程序程序:MATLAB(lyl2) x=0:1:10y=9477.73*xx1=10:1:25y1

25、=8529.975*x1-23013.13x2=25:1:35y2=7582.184*x2-31744.75plot(x,y,x1,y1,x2,y2)x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10y = 1.0e+004 * Columns 1 through 9 0 0.9478 1.8955 2.8433 3.7911 4.7389 5.6866 6.6344 7.5822 Columns 10 through 11 8.5300 9.4777x1 = 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25y1 = 1.0e+005 * Col

26、umns 1 through 9 0.6229 0.7082 0.7935 0.8788 0.9641 1.0494 1.1347 1.2200 1.3053 Columns 10 through 16 1.3906 1.4759 1.5612 1.6465 1.7318 1.8171 1.9024x2 = 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35y2 = 1.0e+005 * Columns 1 through 9 1.5781 1.6539 1.7297 1.8056 1.8814 1.9572 2.0330 2.1089 2.1847 Columns 10 thr

27、ough 11 2.2605 2.3363 MATLAB(lyl2)MATLAB(lyl2)架空铺设最优方案架空铺设最优方案 倾角的不同导致每个月份太阳能板面接收太阳能照射量产生倾角的不同导致每个月份太阳能板面接收太阳能照射量产生巨大的差异，故确定板面的最佳倾角是太阳能发电设备设计中巨大的差异，故确定板面的最佳倾角是太阳能发电设备设计中十分重要的环节。十分重要的环节。对于正南（方位角为对于正南（方位角为0 0度），倾斜角从水平度），倾斜角从水平 （倾斜角为（倾斜角为0 0度）开始逐渐向度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，最佳的倾斜角过渡时， 其日射不其日射不 断增加，直到最大值。然后再增加倾斜角

28、其日射量不断减少，断增加，直到最大值。然后再增加倾斜角其日射量不断减少，所以正午十二点时的辐射强度为最大所以正午十二点时的辐射强度为最大故取故取12.st 太阳高度角是太阳相对于地平线的高度角，这是以太阳视太阳高度角是太阳相对于地平线的高度角，这是以太阳视盘面的几何中心和理想地平线所夹的角度。太阳高度角可盘面的几何中心和理想地平线所夹的角度。太阳高度角可以使用下面的算式，经由计算得到很好的近似值：以使用下面的算式，经由计算得到很好的近似值：coscoscossinsinsin1215st3652842sin45.23n2 (284)sin40.1sin 23.45sincos40.1365si

29、n2 (284)cos 23.45sincos 15 12 123650.742naven47.9909047.942.11. 一天中太阳辐射强度变化的一天中太阳辐射强度变化的Matlab程序程序:MATLAB(lyl1) x=0:1:23y=0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 74.26 310.26 365.49 438.23 710.00 473.46 367.29 249.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00plot(x,y)x = Columns 1 through 14 0 1 2 3 4

30、5 6 7 8 9 10 11 12 13 Columns 15 through 24 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23y = Columns 1 through 8 0 0 0 0 0 0 0 0 Columns 9 through 16 0 74.2600 310.2600 365.4900 438.2300 710.0000 473.4600 367.2900 Columns 17 through 24 249.0000 0 0 0 0 0 0 0MATLAB(lyl1)3. 小屋架空铺设电池，获得的纯收益的小屋架空铺设电池，获得的纯收益的Matlab程序程序:

31、 x=0:1:10 y=11380.42*xx1=10:1:25y1=10242.38*x1-21078.10 x2=25:1:35y2=9104.366*x2-25085.23plot(x,y,x1,y1,x2,y2)x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10y = 1.0e+005 * 0 0.1138 0.2276 0.3414 0.4552 0.5690 0.6828 0.7966 0.9104 1.0242 1.1380MATLAB(lyl3)x1 = 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25y1 = 1.0e+005

32、* Columns 1 through 11 0.8135 0.9159 1.0183 1.1207 1.2232 1.3256 1.4280 1.5304 1.6328 1.7353 1.8377 Columns 12 through 16 1.9401 2.0425 2.1450 2.2474 2.3498x2 = 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35y2 = 1.0e+005 * 2.0252 2.1163 2.2073 2.2984 2.3894 2.4805 2.5715 2.6625 2.7536 2.8446 2.9357 MATLAB(lyl3)MA

33、TLAB(lyl3)架空铺设太阳能光伏电池与贴附安装太阳能光伏电池采用架空铺设太阳能光伏电池与贴附安装太阳能光伏电池采用的光伏电池分组连接方式、光伏电池的类型与型号及逆变的光伏电池分组连接方式、光伏电池的类型与型号及逆变器的选配完全一致。器的选配完全一致。采用采用A3A3型号的光伏电池全年转换的总电量为：型号的光伏电池全年转换的总电量为：45 1.580 0.8081745.90 1710.49 *18.70%*5% 1710.49*18.70%18394.69kWh全年的实际产电量为：全年的实际产电量为：18394.69*94%17291.01kWh太阳能小屋太阳能小屋3535年总的产电量为

34、年总的产电量为: :17291.01*10*100% 17291.01*15*90% 17291.01*10*80%544666.82kWh东面总发电量东面总发电量+ +西面总发电量西面总发电量+ +南面总发电量南面总发电量+ +北面总发电量北面总发电量+ +顶面总发顶面总发电量电量太阳能小屋全年总发电量为：太阳能小屋全年总发电量为：=1301.302668.09 1180.42320.02 17291.0122760.84kWh太阳能小屋太阳能小屋3535年总发电量为：年总发电量为：40990.95 84044.84 37183.23 10080.63 544666.82716966.47k

35、Wh则则3535年电量产生的的经济效益为年电量产生的的经济效益为: :716966.47*0.5358483.24元元 建设太阳能小屋总的费用建设太阳能小屋总的费用 46925678602478013620171400324585元元 设第设第x x年对太阳能小屋铺设的电池进行回收年对太阳能小屋铺设的电池进行回收, ,获得的纯收益为获得的纯收益为: :22760.84100% 0.5 324585 (100% 1),(010)22760.84 10 100% 0.5 22760.84 (10) 90% 0.5( )324585 (90% 1),(1025)22760.84 10 100% 0.

36、5 22760.84 15 90% 0.522760.84 (25) 80% 0.5 324585 (80% 1),(25xxxf xxx 35)11380.42 ,(010)10242.3821078.10,(1025)9104.33625085.53,(2535)xxxxxxx 通过对结果分析可知，通过对结果分析可知，3535年后对太阳能小屋进行回收年后对太阳能小屋进行回收能够得到最大的经济效益为能够得到最大的经济效益为293566.23293566.23元。元。太阳能小屋的改进设计太阳能小屋的改进设计 小屋使用空间高度为：小屋使用空间高度为：建筑屋顶最高点距地面建筑屋顶最高点距地面高度为

37、高度为4.654m, 4.654m, 室内使室内使用空间最低净空高度距用空间最低净空高度距地面高度为地面高度为3.160m3.160m；建；建筑总投影面积为筑总投影面积为61.279m261.279m2；建筑平面体；建筑平面体型长边应型长边应9.480m9.480m，最短，最短边为边为6.464m6.464m；建筑采光；建筑采光窗地比窗地比0.20.2；窗墙比南；窗墙比南墙墙0.500.50、东西墙、东西墙0.350.35、北墙、北墙0.300.30。 37 38 39 40 41 42改进后顶面铺设情况改进后顶面铺设情况 22 23 24 天窗19 20 21 25 26 27 28 29

38、30 31 32 33 34 35 36 43 44 45 46 47 48 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 37 38 39 40 41 42 经改进，东立面、西立面、南立面和北立面铺设的太阳能经改进，东立面、西立面、南立面和北立面铺设的太阳能电池与贴附太阳能的情况相同，故年产电量、所需费用不变，电池与贴附太阳能的情况相同，故年产电量、所需费用不变，而顶面由原来的而顶面由原来的4545块块A3A3电池增加到电池增加到6060块，有问题可知电池板块，有问题可知电池板

39、架空铺设所得的经济效益优于贴附铺设，故新设计的小屋选择架空铺设所得的经济效益优于贴附铺设，故新设计的小屋选择架空铺设方式。架空铺设方式。这种型号的电池全年转换的总电量为：这种型号的电池全年转换的总电量为：60 1.580 0.8081750.97 1745.90 *18.70%*5% 1745.90*18.70%25011.73kW hA A3 3型号电池的的开路电压为型号电池的的开路电压为46.1V46.1V，组建功率为，组建功率为200W200W，则，则6060块块A A3 3型号电池的串并联后最优的电池与逆变器连接形式如下：型号电池的串并联后最优的电池与逆变器连接形式如下：A3A3A3A

40、3A3A3A3A3A3A3 A3A3A3 A3A3A3A3A3A3A3 A3A3A3A3SN15A3A3 A3 A3A3 A3A3A3 A3A3A3A3A3 A3 A3 A3A3A3A3A3A3A3 A3SN15 A3A3A3A3A3 A3 A3 A3A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3改进后顶面电池与逆变器连接图改进后顶面电池与逆变器连接图逆变器逆变器SN15SN15的逆变效率为的逆变效率为94%94%，故顶面全年的实际产电量为：，故顶面全年的实际产电量为： 25011.73*94%23511.03kWh太阳能小屋太阳能小屋3535年总的产电量为年总的产电量为: :23

41、511.03*10*100%23511.03*15*90%23511.03*10*80%740597.45kWh铺设该顶面所花费的总费用铺设该顶面所花费的总费用= =逆变器的费用逆变器的费用+A3+A3单晶硅的费用单晶硅的费用22000 22000 60*14.9*200222800.00= 元 太阳能小屋全年总发电量太阳能小屋全年总发电量= =东面总发电量东面总发电量+ +西面总发电量西面总发电量+ +南面总发电量南面总发电量+北面总发电量北面总发电量+ +顶面总发电量顶面总发电量 =1301.302668.09 1180.42320.0223511.0328980.86kWh 太阳能小屋太

42、阳能小屋3535年总发电量年总发电量40990.9584044.8437183.2310080.63740597.45912897.10kWh则则3535年电量产生的的经济效益年电量产生的的经济效益 912897.10*0.5456448.55元元 建设太阳能小屋总费用建设太阳能小屋总费用 46925 67860 24780 13620 222800375985元元 设设x x年对太阳能小屋铺设的电池进行回收年对太阳能小屋铺设的电池进行回收, ,获得的纯收益为获得的纯收益为: : 28980.86100% 0.5 375985 (100% 1),(010)28980.86 10 100% 0.

43、5 28980.86(10) 90% 0.5( )375985 (90% 1),(1025)28980.86 10 100% 0.5 28980.86 15 90% 0.528980.86(25) 80% 0.5 375985 (80% 1),(25xxxf xxxx 35)14490.43 ,(010)13041.3923108.10,(1025)11592.3424480.49,(2535)xxxxxx 4. 改进后铺设电池，获得的纯收益的改进后铺设电池，获得的纯收益的Matlab程序程序:MATLAB(lyl4) x=0:1:10y=14490.43*xx1=10:1:25 y1=130

44、41.39*x1-23108.10 x2=25:1:35 y2=11592.34*x2-24480.49 plot(x,y,x1,y1,x2,y2)x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10y = 1.0e+005 * 0 0.1449 0.2898 0.4347 0.5796 0.7245 0.8694 1.0143 1.1592 1.3041 1.4490 x1 = 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25y1 = 1.0e+005 * Columns 1 through 11 1.0731 1.2035 1.3339 1.4643 1.5947 1.7251 1.8555 1.9860 2.1164 2.2468 2.3772 Columns 12 through 16 2.5076 2.6380 2.7684 2.8989 3.0293x2 = 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35y2 = 1.0e+005 * 2.6533 2.7692 2.8851 3.0011 3.1170 3.2329 3.3488 3.4647 3