太阳能小屋设计优化模型的研究

第29卷第3期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.29,No.3 2013年5月 Journal of Qiqihar University May,2013

太阳能小屋设计优化模型的研究

李宗秀1,吴捷2,杨砚玉3

(1.哈尔滨德强商务学院基础部,哈尔滨 150025;2.黑龙江科技学院 资源与环境工程学院,哈尔滨 150027;

3.哈尔滨市王岗小学,哈尔滨 150088)

摘要:针对太阳能小屋的设计问题,采用2012年全国大学生数学建模竞赛B题的原始数据,建立了太阳能小屋发电量最大目标规划模型,通过Lingo进行求解计算,得出小屋外表面光伏电池的最优铺设方案。并求出了采用两组不同逆变器铺设方案,太阳能小屋的全年太阳能光伏发电总量及经济效益,通过两种方案的结果进行比较分析,得出了较优的铺设方案为第一种。

关键词:太阳能小屋;光伏电池组排列;目标规划模型;Lingo

中图分类号:TK511 文献标志码:A 文章编号:1007-984X(2013)03-0065-05

随着科学技术的发展,人类社会的进步,人们对能源的消耗越来越多,因而,绿色能源的使用也变得越来越重要,太阳能等可再生能源逐渐成为人类关注的焦点。在太阳能小屋设计中,需要在小屋的屋顶及外墙铺设光伏电池,光伏电池组件所产生的直流电经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用,并将剩余电量输送电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别也很大,且每峰瓦的实际发电量或发电效率还受很多因素的影响,如太阳辐射强度、建筑物所处的地理纬度、环境、地区的气候与气象条件、光线入射角、安装部位及方式(贴附或架空)等。因此,在设计太阳能小屋时,对光伏电池在小屋外表面的优化铺设问题的研究尤为重要。

1 模型假设

假定铺的所有光伏电池都是完好的,没有破损;连接的线路都能正常工作;所给的数据准确无误;忽略阴影遮挡部分电池组件或单片电池组件引起的输入太阳能减少及内部损耗增大。

2 模型的建立与求解

首先对数据信息进行分析处理,关键是要理清光伏电池组件启动发电时其表面所应接受到的最低辐射量限值的几种情况,根据太阳光阀值的特点将太阳光辐射量分成了4种情况。结合题中的约束条件用数据拟合[1-2]的方法对数据进行求平均再求和处理,计算出每种情况的年平均日辐射量及太阳能年发电量。即各

太阳能小屋设计优化模型的研究

2.1 符号说明

收稿日期:2012-11-10

基金项目:国家自然科学基金项目(51103031);哈尔滨德强商务学院科研基金项目(201221);哈尔滨德强商务学院科研基金项目(201222)

作者简介:李宗秀(1980-),女,黑龙江哈尔滨人,讲师,硕士研究生,主要从事概率论与数理统计方面的研究,xiuer505@http://m.wendangku.net/doc/4e7b8200b6360b4c2e3f5727a5e9856a561226fc.html。

相关推荐
相关主题
热门推荐