數(shù)學(xué)建模太陽(yáng)能小屋設(shè)計(jì)

1、太陽(yáng)能小屋的設(shè)計(jì)摘 要：本文討論了太陽(yáng)能小屋設(shè)計(jì)中，光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化設(shè)計(jì)的問(wèn)題?；趯?duì)問(wèn)題的分析和給定的部分太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度，不同種類光伏電池規(guī)格數(shù)據(jù)，以及滿足最大發(fā)電量、最小投資量的要求，以對(duì)光伏電池性價(jià)比選擇為中心，綜合運(yùn)用了SPSS、MATLAB、Excel等軟件，使用了多種綜合分析方法，研究了在太陽(yáng)能小屋的設(shè)計(jì)中，不同種類的光伏電池之間，光伏電池與逆變器之間的最優(yōu)串并聯(lián)組合，以實(shí)現(xiàn)光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設(shè)。首先，影響光伏電池每峰瓦實(shí)際發(fā)電效率或發(fā)電量的主要因素太陽(yáng)光輻射總強(qiáng)度的分析，計(jì)算出傾斜平面的太陽(yáng)光輻射總強(qiáng)度，并利用選取每月選取一個(gè)代表日的方法，求得三類電池在閥值限

2、制下的年輻射總量。（見(jiàn)表1）其次，對(duì)三種類型光伏電池的最優(yōu)選擇，通過(guò)建立三種類型光伏電池的性價(jià)比選擇模型（模型一），來(lái)尋找在既滿足全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，又滿足單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能小的最優(yōu)光伏電池組件，并求得各類電池一年的總發(fā)電量（見(jiàn)表2），光伏電池的最優(yōu)性價(jià)比，該模型可適用于不同類型的物質(zhì)的性價(jià)比優(yōu)選，即可以保證最大出產(chǎn)，又可以顧及最小投入，從而達(dá)到最優(yōu)選擇。 再次，是對(duì)最優(yōu)串并聯(lián)組合的選取，我們得到了所需光伏電池的種類的塊數(shù)后，通過(guò)分析結(jié)合之前所求得的性價(jià)比，利用線性規(guī)劃模型得出最優(yōu)串并聯(lián)組合，和小屋外表面的鋪設(shè)陣列，并最終求得投資的回收年限（見(jiàn)表4-6）。 最后，在解決問(wèn)題二和

3、問(wèn)題三上，在光伏電池的最優(yōu)選取和最優(yōu)串并聯(lián)組合的選取上，可以直接套用解決問(wèn)題一是所用的模型，只需著重分析太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度的變化及光伏電池的安裝部位及方式（貼附或架空）。關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)光總輻射強(qiáng)度 性價(jià)比選擇 線性規(guī)劃 最優(yōu)串并聯(lián)組合 每月代表日 一、問(wèn)題的重述在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能小屋時(shí)，需在建筑物外表面（屋頂及外墻）鋪設(shè)光伏電池，光伏電池組件所產(chǎn)生的直流電需要經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成220V交流電才能供家庭使用，并將剩余電量輸入電網(wǎng)。不同種類的光伏電池每峰瓦的價(jià)格差別很大，且每峰瓦的實(shí)際發(fā)電效率或發(fā)電量還受諸多因素的影響，如太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、光線入射角、環(huán)境、建筑物所處的地理緯度、地區(qū)的氣候與氣象條件、安裝部位及方

4、式（貼附或架空）等。因此，在太陽(yáng)能小屋的設(shè)計(jì)中，研究光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設(shè)是很重要的問(wèn)題。附件1-7提供了相關(guān)信息。請(qǐng)參考附件提供的數(shù)據(jù)，對(duì)下列三個(gè)問(wèn)題，分別給出小屋外表面光伏電池的鋪設(shè)方案，使小屋的全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能小，并計(jì)算出小屋光伏電池35年壽命期內(nèi)的發(fā)電總量、經(jīng)濟(jì)效益（當(dāng)前民用電價(jià)按0.5元/kWh計(jì)算）及投資的回收年限。在求解每個(gè)問(wèn)題時(shí)，都要求配有圖示，給出小屋各外表面電池組件鋪設(shè)分組陣列圖形及組件連接方式（串、并聯(lián)）示意圖，也要給出電池組件分組陣列容量及選配逆變器規(guī)格列表。在同一表面采用兩種或兩種以上類型的光伏電池組件時(shí)，同一型號(hào)的電池

5、板可串聯(lián)，而不同型號(hào)的電池板不可串聯(lián)。在不同表面上，即使是相同型號(hào)的電池也不能進(jìn)行串、并聯(lián)連接。應(yīng)注意分組連接方式及逆變器的選配。問(wèn)題1：請(qǐng)根據(jù)山西省大同市的氣象數(shù)據(jù)，僅考慮貼附安裝方式，選定光伏電池組件，對(duì)小屋（見(jiàn)附件2）的部分外表面進(jìn)行鋪設(shè)，并根據(jù)電池組件分組數(shù)量和容量，選配相應(yīng)的逆變器的容量和數(shù)量。問(wèn)題2：電池板的朝向與傾角均會(huì)影響到光伏電池的工作效率，請(qǐng)選擇架空方式安裝光伏電池，重新考慮問(wèn)題1。問(wèn)題3：根據(jù)附件7給出的小屋建筑要求，請(qǐng)為大同市重新設(shè)計(jì)一個(gè)小屋，要求畫出小屋的外形圖，并對(duì)所設(shè)計(jì)小屋的外表面優(yōu)化鋪設(shè)光伏電池，給出鋪設(shè)及分組連接方式，選配逆變器，計(jì)算相應(yīng)結(jié)果。二、模型的假設(shè)2

6、.1 在同一表面采用兩種或兩種以上類型的光伏電池組件時(shí)，同一型號(hào)的電池板可串聯(lián)，而不同型號(hào)的電池板不可串聯(lián)。在不同表面上，即使是相同型號(hào)的電池也不能進(jìn)行串、并聯(lián)連2.2 題中所給山西省大同市的氣象數(shù)據(jù)為典型氣象年數(shù)據(jù)2.3 在架空鋪設(shè)中在滿足日照角度最小時(shí)，陽(yáng)光透過(guò)前一太陽(yáng)能板的上邊緣剛好能照到后一太陽(yáng)能板的下邊緣，即不存在遮擋。2.4 由于大同處于北半球據(jù)查取有關(guān)資料表明太陽(yáng)板初始面朝向南方2.5 光伏電池的性價(jià)比不受外界其他因素如溫度、濕度等的影響三、符號(hào)說(shuō)明 14 / 14:為水平面上太陽(yáng)直接輻射量:為水平面上太陽(yáng)散射輻射量S:為傾斜面與水平面的夾角:為光伏電池的太陽(yáng)光年總輻射度:為光伏

7、電池的轉(zhuǎn)換效率S: 為單塊光伏電池的面積:為太陽(yáng)光線入射角:為地理緯度:為太陽(yáng)赤緯:為時(shí)角:為傾斜面的方位角四、模型的建立與求解 本節(jié)主要分為三個(gè)部分，第一部分首先是通過(guò)對(duì)影響光伏電池每峰瓦實(shí)際發(fā)電效率或發(fā)電量的主要因素太陽(yáng)光輻射總強(qiáng)度的分析，計(jì)算出傾斜平面的太陽(yáng)光輻射總強(qiáng)度，并利用選取每月代表日的方法，求得三類電池在閥值限制下的年輻射總量；第二部分是，通過(guò)建立三種類型光伏電池的性價(jià)比選擇模型（模型一），來(lái)尋找在既滿足全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，又滿足單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能小的最優(yōu)光伏電池組件，并求得各類電池一年的總發(fā)電量，光伏電池的最優(yōu)性價(jià)比，該模型可適用于不同類型的物質(zhì)的性價(jià)比優(yōu)選；第

8、三部分是通過(guò)分析最優(yōu)串并聯(lián)組合的選取，結(jié)合以求得的性價(jià)比，利用線性規(guī)劃模型得出最優(yōu)串并聯(lián)組合，和小屋外表面的鋪設(shè)陣列，并最后求得投資的回收年限。4.1 問(wèn)題一 根據(jù)山西省大同市的氣象數(shù)據(jù)，僅考慮貼附安裝方式，選定光伏電池組件，對(duì)小屋（見(jiàn)附件2）的部分外表面進(jìn)行鋪設(shè)，并根據(jù)電池組件分組數(shù)量和容量，選配相應(yīng)的逆變器的容量和數(shù)量，分別給出小屋外表面光伏電池的鋪設(shè)方案，使小屋的全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能小，并計(jì)算出小屋光伏電池35年壽命期內(nèi)的發(fā)電總量、經(jīng)濟(jì)效益（當(dāng)前民用電價(jià)按0.5元/kWh計(jì)算）及投資的回收年限；并給出小屋各外表面電池組件鋪設(shè)分組陣列圖形及組件連接方式（

9、串、并聯(lián)）示意圖，電池組件分組陣列容量及選配逆變器規(guī)格列表。4.11 太陽(yáng)光輻射總強(qiáng)度 由于光伏電池每峰瓦的實(shí)際發(fā)電效率或發(fā)電量受太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、光線入射角、環(huán)境、建筑物所處的地理緯度、地區(qū)的氣候與氣象條件、安裝部位及方式等因素的影響，因此，要研究光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設(shè)首先需根據(jù)附件4中所提供的山西大同典型氣象年逐時(shí)參數(shù)及各方向輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)計(jì)算出房屋的各個(gè)面（包括屋頂）的太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度，和各類電池在不同太陽(yáng)輻射強(qiáng)度閥值（見(jiàn)附件3）限制下一年的太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度。 （1） 通過(guò)題目所給的數(shù)據(jù)及房屋外觀圖等得出信息，可房屋頂面可分為A、B兩面（A為南向面，B為背向面），除屋頂外其他方向墻面的太陽(yáng)

10、輻射總強(qiáng)度均已知，故只需計(jì)算屋頂?shù)膬蓛A斜面的太陽(yáng)輻射總強(qiáng)度。在太陽(yáng)能利用中，為了使太陽(yáng)能裝置收集到更多的太陽(yáng)輻射能，人們常將其傾斜安裝，故需要計(jì)算傾斜面上的太陽(yáng)總輻射能量，即房頂斜面上的太陽(yáng)總輻射能量。該總輻射量可由水平面上太陽(yáng)直接輻射量和水平面上太陽(yáng)散射輻射量求得：=+ （1）其中為水平面上太陽(yáng)直接輻射量，為水平面上太陽(yáng)散射輻射量，S為傾斜面與水平面的夾角，為太陽(yáng)光線入射角，而可由公式 （2） 計(jì)算得出，示中為地理緯度，為太陽(yáng)赤緯，為時(shí)角，為傾斜面的方位角（見(jiàn)附件6）。(2) 根據(jù)附件1及附件3中的各類電池的太陽(yáng)光輻照閥值，即單晶硅（A類）電池在輻照強(qiáng)度低于200W/m2時(shí)，電池轉(zhuǎn)換率<

11、;轉(zhuǎn)換效率的5%，單晶硅和多晶硅電池啟動(dòng)發(fā)電的表面總輻射量80W/m2、薄膜電池表面總輻射量30W/m2，故可用選取每個(gè)月一個(gè)代表日，通過(guò)將代表日各個(gè)時(shí)刻的輻射強(qiáng)度按30W/m2, 80W/m2，200W/m2劃分，以此完成對(duì)A類B類C類三種電池在代表日的輻射強(qiáng)度的篩選計(jì)算，從而可得出這三類電池在閥值限制下的年輻射總量如下表1。三類電池在閥值限制下的年輻射總量 （表1）輻射電池屋頂總輻強(qiáng)度東面總輻強(qiáng)度南面總輻強(qiáng)度西面總輻強(qiáng)度北面總輻強(qiáng)度房屋總輻強(qiáng)度A1592684.5403439.61870221.64694344.0145888.943606578.7B1695093.06522399.48

12、1007701.51795135.47132000.714152330.23C1718490.49578672.911043402.41872801.59243181.054456548.454.12 三種類型光伏電池的性價(jià)比選擇模型 太陽(yáng)能發(fā)電在我國(guó)的戰(zhàn)略地位正在變得愈加重要。而太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)前期投資過(guò)大，后期收益較小的問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。因此我們?cè)诖舜翁?yáng)能小屋的設(shè)計(jì)中，主要是針對(duì)光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設(shè)，而對(duì)于優(yōu)化鋪設(shè)又要求我們，從可供選的不同材質(zhì)規(guī)格的光伏電池中選出既滿足全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，又滿足單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能小的光伏電池組件。因此，為實(shí)現(xiàn)題目要求，我

13、們用最優(yōu)性價(jià)比選擇模型，通過(guò)計(jì)算電池組與不同影響因素之間的性價(jià)比來(lái)確定鋪設(shè)在小屋外表面的最優(yōu)的光伏電池的種類和數(shù)量。 由5.11的表1中的三類光伏電池的年總輻射度，結(jié)合附件3中所提供的各類電池的規(guī)格、轉(zhuǎn)換率，我們可以得出光伏電池的年發(fā)電總量，其計(jì)算公式為： G=*S*k （3）其中，為光伏電池的太陽(yáng)光年總輻射度，為光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，S 為單塊光伏電池的面積（數(shù)據(jù)見(jiàn)附件3）。因此我們可以得出各個(gè)光伏電池關(guān)于各個(gè)墻面的以及總的年發(fā)電量，如下表2。 各類電池一年的總發(fā)電量 表2電池轉(zhuǎn)換效率面積頂面年總發(fā)電量東面年總發(fā)電量南面年總發(fā)電量西面年總發(fā)電量北面年總發(fā)電量總的年總發(fā)電量A116.84%1.2

14、766 342405.15 86733.94 187085.62 149274.36 14801.44 775364.56 A216.64%1.9384 513718.94 130129.08 280689.20 223960.03 10955.14 1163298.69 A318.70%1.2766 380224.25 96313.82 207749.47 165761.91 12400.83 861004.59 A416.50%1.6378 430400.18 109023.78 235164.94 187636.53 11240.29 974626.25 A514.98%1.6352 3

15、90120.85 98820.70 213156.85 170076.42 13440.49 883415.11 A615.11%1.9384 466483.97 118164.09 254880.64 203367.55 12163.22 1056336.73 B116.21%1.6352 422153.47 106934.82 230659.05 184041.31 14579.06 955951.87 B216.39%1.9384 506000.81 128174.02 276472.12 220595.25 10780.64 1145821.25 B315.98%1.4701 3741

16、67.79 94779.67 204440.31 163121.55 11049.06 847289.97 B414.80%1.6269 383483.77 97139.48 209530.43 167182.93 14228.70 868385.67 B515.98%1.9404 493840.90 125093.81 269828.10 215294.03 13534.19 1118285.54 B615.20%1.9404 469736.02 118987.86 256657.52 204785.31 11473.76 1063700.89 B714.99%1.6680 398224.0

17、0 100873.30 217584.30 173609.05 4586.92 901764.41 C16.99%1.4300 159199.96 40326.61 86984.74 69404.54 2659.29 360502.79 C26.17%0.9392 92296.95 23379.55 50429.83 40237.62 4590.04 209003.23 C36.35%1.5752 159308.18 40354.03 87043.87 69451.72 4127.07 360747.84 C45.84%1.5400 143239.67 36283.74 78264.25 62

18、446.52 4586.42 324361.26 C56.49%1.5400 159182.45 40322.18 86975.17 69396.91 183.32 360463.11 C63.63%0.1101 6362.48 1611.67 3476.37 2773.78 184.40 14407.61 C73.63%0.1107 6400.06 1621.19 3496.91 2790.16 366.68 14492.71 C83.66%0.2183 12726.66 3223.76 6953.68 5548.29 548.54 28819.07 C93.66%0.3266 19038.

19、25 4822.54 10402.25 8299.88 550.35 43111.45 C104.13%0.2904 19101.24 4838.49 10436.66 8327.34 2295.00 43254.08 C114.27%1.1712 79653.25 20176.80 43521.48 34725.50 0.00 180372.03 圖1因此，為保證達(dá)到最大的全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量最大，而單位發(fā)電量的費(fèi)最能小，我們計(jì)算出光伏電池單件價(jià)格與年總發(fā)電量的性價(jià)比，以及單位面積的發(fā)電量，即下表所示： 光伏電池的最優(yōu)性價(jià)比 表3 電池價(jià)格與發(fā)電量性價(jià)比單位面積發(fā)電量?jī)r(jià)格性價(jià)比排名單位面積

20、發(fā)電量排名A10.0000192 607347.85 8 2 A20.0000128 600134.70 21 3 A30.0000173 674430.22 9 1 A40.0000153 595085.49 11 4 A50.0000169 540265.49 10 12 A60.0000141 544954.04 15 10 B10.0000131 584626.41 20 6 B20.0000109 591118.25 24 5 B30.0000148 576331.28 13 7 B40.0000144 533773.65 14 13 B50.0000112 576331.28 23

21、 8 B60.0000118 548199.96 22 9 B70.0000139 540626.15 16 11 C10.0000133 252099.85 18 14 C20.0000230 222525.91 7 17 C30.0000133 229017.75 19 16 C40.0000148 210624.20 12 18 C50.0000133 234066.96 17 15 C60.0003332 130918.81 1 24 C70.0003312 130918.81 2 23 C80.0001666 132000.78 3 21 C90.0001113 132000.78

22、4 21 C100.0001110 148951.70 5 20 C110.0000266 154000.91 6 19 4.13 最優(yōu)串并聯(lián)組合的選?。?）為了綜合考慮各類電池，我們先選取選取單晶硅電池即A類電池中性價(jià)比為最優(yōu)值的A3，多晶硅電池即B類電池中性價(jià)比為最優(yōu)值的B2，選取薄膜電池即C類電池中性價(jià)比為最優(yōu)值的C3。而對(duì)于逆變器而言，我們也找出關(guān)于逆變器的性價(jià)比，并且選出了它為最優(yōu)值時(shí)的SN6、SN8、SN15。根據(jù)題中要求的，并聯(lián)的光伏組件端電壓相差不應(yīng)超過(guò)10%，而電池串并聯(lián)時(shí)的電流結(jié)合逆變器的額定電流即可以確定，綜合電池串并聯(lián)的電流結(jié)合逆變器的額定電流可以確定其具體組合如下圖示

23、所示：（1）（3） （2） （4南面） 經(jīng)分析可知到組合（3）得到的組合是三個(gè)組合中最優(yōu)的一組（即在達(dá)到的功率一定的情況下所利用的逆變器的成本費(fèi)用最低），然后可以用此三類的最優(yōu)化組合來(lái)填充小屋的外表面面積，使得小屋外表面的性價(jià)比始終最優(yōu)。（2）接下來(lái)根據(jù)線性規(guī)劃來(lái)確定每個(gè)墻面上所要使用的組合，其中的限制變量為每面墻體的長(zhǎng)度、寬度以及面積。PV電池類型，組合1為吧q，組合2為h，組合3為b設(shè)共需對(duì)于頂層A面有如下約束條件：1956×（4b+2h+q）+1956×（q+2h+2b）+1414×h =<10100.00991×（4b+2h+q）+991&

24、#215;（q+2h+2b）+1114×h =<10100.001938396×（4b+2h+q）+1938396×（q+2h+2b）+1575196×h =<60870453對(duì)頂層B面有如下約束條件：1956×（4b+2h+q）+1956×（q+2h+2b）+1414×h =<1389.24991×（4b+2h+q）+991×（q+2h+2b）+1114×h =<1389.241938396×（4b+2h+q）+1938396×（q+2h+2b）+1

25、575196×h =<14031324同樣對(duì)南面有如下約束條件：1956×（4b+2h+q）+1956×（q+2h+2b）+1414×h =<10100.00991×（4b+2h+q）+991×（q+2h+2b）+1114×h =<10100.001938396×b+1938396×（q+2h+2b）+1575196×h =<19236600對(duì)東面有如下約束條件：1956×（4b+2h+q） +1956×（q+2h+2b）+1414×h =&

26、lt;7100.00991×（4b+2h+q）+991×（q+2h+2b）+1114×h =<7100.001938396×（4b+2h+q）+1938396×（q+2h+2b）+1575196×q =<24230000對(duì)西面有如下約束條件：1956×（4b+2h+q）+1956×（q+2h+2b）+1414×h =<7100.00991×（4b+2h+q）+991×（q+2h+2b）+1114×h =<7100.001938396×（4b+

27、2h+q）+1938396×（q+2h+2b）+1575196×h =<24230000對(duì)北面有如下約束條件：1956×（4b+2h+q）+1956×（q+2h+2b）+1414×h =<10100.00991×（4b+2h+q）+991×（q+2h+2b）+1114×h =<10100.001938396×（4b+2h+q）+1938396×（q+2h+2b）+1575196×h =<28063000目標(biāo)函數(shù)：max（M）=321.216b+219.406h+

28、106.528q由LINGO可以讀出各面所配組合的個(gè)數(shù)最后根據(jù)每個(gè)面上的組合數(shù)可以確各種型號(hào)的電池?cái)?shù)，根據(jù)年功率、轉(zhuǎn)化效率、以及附表4中同一小時(shí)內(nèi)光照強(qiáng)度一樣量，可以等效的看做是一年的總功。（3）由附件2所給的房屋立面圖，可以看出，南面的墻由于窗戶和門占得比值較大，三類組合都不適于在南墻鋪設(shè)，因此，可由表3知各光伏電池的單位面積發(fā)電量，而由于A、B類電池的長(zhǎng)、寬等參數(shù)不符合南墻的鋪設(shè)要求，所以只能在C類電池中選擇。根據(jù)c類電池的性價(jià)比以及長(zhǎng)度、寬度，可判斷只能選擇c1和c10，而c1，c10的型號(hào)不同，所以只能進(jìn)行并聯(lián)。根據(jù)效益最高原則，以及長(zhǎng)度，寬度等參數(shù)的限制，從而可以得到當(dāng)將含有2個(gè)c1

29、串聯(lián)，10個(gè)c10串聯(lián)的兩支路并聯(lián)時(shí)，南墻的所吸收的光照強(qiáng)度最大，也就是效益最高。因此，綜上可得如下收益，及小屋各外表面電池組件鋪設(shè)分組陣列圖： 組件發(fā)電效益 表4組件（電池）個(gè)數(shù)組件功率（w)價(jià)格（元/Wp）年總發(fā)電量效益（元）A23432514.98406083B21832012.54712044C121004.8124388.2C1010124.8625.84 原成本 表5逆變器型號(hào)個(gè)數(shù)價(jià)格（元）原價(jià)共計(jì)（元）組件原價(jià)共計(jì)SN6215000216300789.2SN13110300SN15822000 成本收益對(duì)比 表6成本10年效益25年效益35年效益217089.2131187.53

30、08290.7318785.7因此，可以看出在10-25年區(qū)間，收益將會(huì)大于投資成本。 逆變器的規(guī)格 表7型號(hào)直流輸入交流輸出逆變效率（80%阻性負(fù)載）使用環(huán)境溫度外觀尺寸（）參考價(jià)格額定電壓（V）額定電流（A）允許輸入電壓范圍（V）額定電壓/頻率（V/Hz）額定電流（A）額定功率（KW）（）寬×高×深（元/臺(tái)）SN6DC24252132AC220/502.20.484%-2050200×365×3952900SN13DC22015.2180300AC220/5013.62.494%-2050205×365×42510300SN15D

31、C22037.9180300AC220/5034.1694%-2050400×740×47022000圖2圖 34.2 問(wèn)題二 電池板的朝向與傾角均會(huì)影響到光伏電池的工作效率，請(qǐng)選擇架空方式安裝光伏電池，重新考慮問(wèn)題一。4.21 架空方式安排光伏電池時(shí)斜面的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度 由于采用架空式光伏電池的安裝，需當(dāng)太陽(yáng)光正對(duì)電池板時(shí)，單位面積的太陽(yáng)能吸收量是最大的，考慮的自動(dòng)跟蹤式的經(jīng)濟(jì)成本、旋轉(zhuǎn)時(shí)所需要的能量，安裝時(shí)的要求、周圍建筑的遮擋，太陽(yáng)能版面與板面的遮擋等等諸多因素因此我們考慮取水平直射輻射強(qiáng)度，作為斜面總輻射強(qiáng)度，故可按照問(wèn)題一是的計(jì)算方法計(jì)算，即有：三類光伏電池的總發(fā)電

32、量和性價(jià)比面積效率總發(fā)電量性價(jià)比A11.2766 16.84%179167.41 0.00008316 A21.9384 16.64%268809.31 0.00005543 A31.2766 18.70%198956.69 0.00007489 A41.6378 16.50%225211.82 0.00006616 A51.6352 14.98%204135.20 0.00007299 A61.9384 15.11%244093.07 0.00006104 B11.6352 16.21%243871.57 0.00005126 B21.9384 16.39%292308.89 0.00004

33、276 B31.4701 15.98%216150.98 0.00005783 B41.6269 14.80%221532.68 0.00005643 B51.9404 15.98%285284.29 0.00004382 B61.9404 15.20%271359.27 0.00004606 B71.6680 14.99%230047.88 0.00005434 C11.4300 6.99%93778.41 0.00005118 C20.9392 6.17%54368.49 0.00008829 C31.5752 6.35%93842.16 0.00005115 C41.5400 5.84%84376.83 0.00005689 C51.5400 6.49%93768.09 0.00005119 C60.1101 3.63%3747.89 0.00128072 C70.1107 3.63%3770.02 0.00127320 C80.2183 3.66%7496.77 0.00064028 C90.3266 3.66%11214.68 0.00042801 C100.2904 4.13%11251.78 0.00042660 C111.1712 4.27%46920.59 0.00010230 4.22 光伏電池的選取（1）由問(wèn)題一數(shù)據(jù)可知道A類B類C類中性價(jià)比最優(yōu)的電池，為方