太阳能小屋的设计数学建模优秀论文

太阳能小屋的优化设计

摘要

太阳能小屋通过在屋体外墙面上铺设光伏电池实现利用太阳光能发电的功能，但是如何合理的选择光伏电池的种类、数量，有效的设计电池组件的构成，充分的利用气候、气象、地理环境等自然条件，以达到成本小、发电量高的目的是太阳能小屋设计面临的一个实际课题。本文根据组合优化问题中的相关理论，通过数据统计比较方法的对光伏电池种类进行简单的人工筛除，剩余种类的电池进行遍历铺设循环比较的方法，针对以下具体问题，进行计算和分析：

(一)贴附安装方式。本文首先对现有一年内大同市光辐射强度，利用Excel计算并统计出各个墙面及屋顶接受不同范围光辐射强度（包括大于80瓦/平方米、小于80瓦/平方米且大于30瓦/平方米、小于30瓦/平方米）所在时间段及时数。在此基础上按照低于30瓦/平方米不输出电力的原则，对各个墙体所采用的电池类型进行筛选，由于北面墙体低于30瓦/平方米的时间达到4485小时，出于成本考虑，未对北面墙体进行铺设，其他墙面均采用混铺方式。首先人工筛除若干不合理电池种类，先从简单铺设一种单晶硅电池或多晶硅电池入手，遵循发电量尽可能大的原则，对各面墙体及顶部进行铺设，利用穷举法将各种铺设方案进行比较，列表得出A3电池可以得到最大发电量，

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）： 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）： 南京邮电大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 韩广荔

太阳能小屋的设计

摘要

本文根据天空散射辐射各向异性的Hay模型，计算出小屋顶部倾斜面上在不同时间的太阳辐射量，通过假定相邻整数时刻之间的辐射量满足线性的关系算出太阳对每个面上每天和全年的辐射总量，又根据太阳在不同时刻对小屋其它四个面的辐射量通过积分计算得到每一种电池在小屋的五个面上一年的产生的总电量和每个时刻对应的功率值。而问题一中要挑选出的电池与逆变器可以是一个双目标函数模型的优化解，所以根据建立的模型与题中所给出的要求，可相应的列出目标函数的约束条件，用软件计算即可求出小屋每面所需要的电池和逆变器的型号和数量。具体结果如下

电 池 板 型号 A2 A3 C8 C10 SN1 SN4 SN6 SN7 SN11 SN13 SN14 东面 12 1 南面 1 6 15 1 1 西面 16 16 1 1 北面 顶面 43 1 1 逆 变 器 问题二主要是找出斜面的最佳倾角?0，使其满足全年接收的太阳光辐射总量达到最大。倾角为?的光伏板接收的辐射量是一个关于变量?的函数，对倾角?求

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太阳能小屋的设计

摘要

介绍了浙江省慈溪市天和家园住宅小区43kW．屋顶太阳能并网光伏发电系统的设计思路，以及系统的具体功能与配置，提出了设计中需要注意的问题及具体的解决方案。

包括：①光伏系统提供公用设施用电，在阴雨天时使用城市电网为公用负荷供电；

②光伏系统在小区内局部并网．不考虑将电能输入上级城市电网；

③太阳能电池组件方阵倾角确定为3O。，选用常州天合光能有限公司生产的TSM一175D型高效单晶硅电池组件。分析了组件分

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组串接原则，确定了布置方案；( 并网逆变器选择德国艾思玛(SMA)公司SMC6o(》0rIL型无变压器集中式逆变器和SB5o0仇1．型无变压器多组串逆变器；( 地下车库照明负荷曲线与日照曲线接近．因此选择地下车库照明和智能化设备用电为光伏系统负荷；⑥ 简介了防直击雷和防感应雷措施．以及选择电缆和设计支架时应考虑的因素；⑦监控系统选用SMA的Sunny Boy Control Plus产品。

关键词 住宅小区 并网光伏发电 太阳能电池组件 多组串逆变器1 项目简介

1．1天和

一、 问题重述

过孔是印刷线路板（也称为印刷电路板）的重要组成部分之一，打孔机主要用于在制造印刷线路板流程中的打孔作业。目前，实际采用的打孔机普遍是单钻头作业，即一个钻头进行打孔。本问题旨在解决某类打孔机的生产效能问题。

打孔机的生产效能主要取决于：（1）单个过孔的钻孔作业时间，由生产工艺决定；（2）打孔机加工作业时，钻头的行进时间；（3）针对不同孔型加工作业时，刀具的转换时间。

某种钻头装有8种刀具，8种刀具的顺序固定，不能调换。加工作业时，一种刀具使用完毕后，可转换使用另一种刀具。相邻两刀具的转换时间是18 s。作业时，可顺时针旋转转换刀具，如刀具a?刀具b；也可逆时针旋转转换刀具，如刀具a?刀具h。将任两个刀具转换，所需时间是相应转换时间的累加。假定钻头的行进速度相同，为180 mm/s，行进成本为0.06元/mm，刀具转换的时间成本为7元/min。刀具行进过程中可同时转换刀具，但相应费用不减。

不同的刀具加工不同的孔型，有的只需一种刀具来完成，有的需要多种刀具及规定的加工次序来完成。表1为10种孔型所需加工刀具及加工次序（*表示该孔型不限制加工次序）。

表1：10种孔型所需加工刀具及加工次序

孔型 所需刀具 A a B b C a,

多晶硅太阳能电池

一、多晶硅太阳能电池的概述

多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳

能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。

二、多晶硅太阳能电池的工作原理

多晶硅太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被

光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，

多晶硅太阳能电池

一、多晶硅太阳能电池的概述

多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳

能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

多晶硅太阳能电池的生产需要消耗大量的高纯硅材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳能电池生产总成本中己超二分之一。加之拉制的单晶硅棒呈圆柱状，切片制作太阳能电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶硅太阳能电池的研制。

二、多晶硅太阳能电池的工作原理

多晶硅太阳能电池芯片是具有光电效应的半导体器件，半导体的PN结被

光照后产生电流，当光直射太阳能电池芯片，其中一部分被反射，一部分被吸收。一部分透过电池芯片、被吸收的光激发被束缚的高能级状态下的电子，使之成为自由电子，这些自由电子在晶体内向各方向移动，余下空穴（电子以前的位置）。空穴也围绕晶体飘移，

“中国矿大出版杯” 第五届苏北数学建模联赛

承 诺 书

我们仔细阅读了第五届苏北数学建模联赛的竞赛规则。

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）与本队以外的任何人（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，我们愿意承担由此引起的一切后果。

我们的参赛报名号为： 1755

参赛组别（本科或专科）：本科组

参赛队员 (签名) ：

队员2：王海波

队员3：刘四进

获奖证书邮寄地址：四川省成都市高新区西部园区西南交大691信箱 邮编：611756

第 1 页 共 17 页

队员1：李邻

“中国矿大出版杯” 第五届苏北数学建模联赛

编 号 专 用 页

参赛队伍的参赛号码：（请各个参赛队提前填写好）： 1755

竞赛统一编号（由竞赛组委会送至评委团前编号）：

竞赛评阅

题目：太阳能电池板对日定向问题

——如何更好的接受太阳的恩赐

参赛队员： 姓名 性别 学号 学院 专业 电气工程及自动化 船舶与海洋工程 董尚祺 男 赵韫智 男 葛小娜 女

2220101806 轮机工程学院 2220101366 轮机工程学院 2220101868 交通运输管理学院 工商管理

目录

一、摘要………………………………………………………3 二、问题的提出………………………………………………3 三、问题分析…………………………………………………4 四、建模过程

1.建立基本数学模型………………………………… 10 2.建立高级数学模型………………………………… 11 3.代入数据绘制函数图象…………………………… 16 4.将函数图象转化为三维直观图…………………… 20 5.检验模型解 …………………………………………20 五、模型的评价与改进………………………………………22 六、声明与参考文献…………………………………………23

2

一、摘要

关于太阳能电板的利用率问题和电板转动与太阳偏转角的关系，是第一部分探讨的两大重点，我们通

关于太阳能发电的论文

年级： 专业：机电系自动化 学号： 姓名：王崇吉

2011级 201117072

菏泽学院

摘要：化石燃料日渐枯竭，清洁无污染且取之不尽的太阳能逐渐成为人们利用开发的重点。本论文从太阳能发电产业的背景，发电原理，太阳能照明技术应用的优势、技术水平、市场前景等方面概述了太阳能发电这一在未来将会得到广泛推广的清洁能源。 关键字：太阳能发电；新型能源；前景广阔；无污染。

一、太阳能发电产业背景：

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利