太阳能小屋的设计-2012数学建模B题论文 - matlab数学建模

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标题：太阳能小屋的设计-2012数学建模B题论文
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所属分类: 数学建模资源类型：文档文件大小: 146.77 KB 上传时间: 2016-06-04 18:02:56 下载次数: 7 资源积分：1分提供者: danpianji 20160604060242550

内容：
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

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