1、LUOYANGNORMALUNIVERSITY2014届本科毕业论文线性规划模型在能源领域的应用太阳能小屋设计院（系）名称数学科学学院专业名称统计学专业学生姓名学号100444012指导教师讲师完成时间20144洛阳师范学院本科毕业论文目录摘要1关键字11问题分析12模型假设及符号说明221模型假设222符号说明,33模型的建立与求解331问题一模型的建立与求解3311各部分外表面接受的太阳辐射3312光伏组件方阵设计632问题二模型的建立与求解1233问题三模型的建立与求解184模型的推广与评价21致谢22参考文献22ABSTRACT23KEYWORDS23附录24洛阳师范学院本科毕业论文1
2、线性规划模型在能源领域的应用太阳能小屋设计数学科学学院统计学专业学号100444012指导老师摘要本文主要针对，光伏电池在建筑物外表面的铺设情况进行研究，并自己设计出太阳能小屋针对问题一，光伏电池贴附放置情况，我们对辐射强度较高的房顶斜面及南向面着重计算然后根据影响太阳能光伏组件安装容量的因素进行规划，得出最优容量，进而根据物理知识对模型求解针对问题二，固定安装的光伏系统，我们很容易分析出，倾角选择的正确与否直接影响光伏系统的总体成本的大小和系统效率针对问题三，太阳能小屋的设计，我们发现使用A3光伏电池效益并没有提高，进而铺设B3对模型进行优化，使用线性模型，符合最优小屋形状，最终得出优化后的
3、效益是优化前的37倍关键字线性规划；频数分析；归一化；等效长度；ZSCORE函数1问题分析为了得到小屋外表面光伏电池的最优铺设方案，需要使小屋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能小，在考虑用何种光伏电池类型时，电池的组件功率电池的面积该电池的转换效率，我们发现3A和3B的组件功率与实际计算出来的结果2393A,2353B不符，与结合实际情况相比，我们计算出来的结果比较准确，所以以下用到这两种电池组件功率都以我们计算的结果为准对于问题一，在贴附安装的情况下，光伏发电系统的设计，只有准确地计算出小屋的各部分外表面能够接收的太阳辐射量，才能够合理的选定光伏电池组件及其分组数量和容
4、量光伏阵列安装过多则造成浪费，而过少又不能满足需要要使全年太阳能光伏发电量尽可能大，先根据每个面的辐射强度确定合适的电池，然后应在不超过小屋外表面积的情况下，尽可能地多铺设电池板并且电池的转换效率低，由于选择的电池板的个数可能有很多个，还需要考虑把这些电池板串并洛阳师范学院本科毕业论文2联之也要尽可能大要使单位发电费用尽可能小，应该使电池的板的价格尽可能后的电流和电压不超过逆转器所允许的范围综合考虑各种因素，最终选择出最优的铺设方案对于问题二，在光伏供电系统的设计中，光伏组件方阵的放置形式和放置角度对光伏系统接收到的太阳辐射有很大的影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力与光伏组件方阵放置相关的
5、有下列两个角度参量太阳电池组件倾角、太阳电池组件方位角一般在北半球，太阳电池组件朝向正南时，太阳电池组件的发电量是最大的固定安装的光伏系，光伏阵列的倾角大小将直接影响光伏阵列在各个时期所接受的太阳辐射量的多少，因此倾角选择的正确与否直接影响光伏系统的总体成本的大小和系统效率为了使光伏列阵获得最大限度的太阳辐射能量，其安装的最佳倾角应满足在正午时的太阳光垂直射入光伏阵列的采光面，但实际情况中，受各种不确定因素的影响，不可能让倾角满足正午时让太阳光恰好垂直射入光伏阵列的采光面为找到最佳的倾角，我们让正午时，采光面在与太阳光垂直的面上的投影尽可能大，因为电池板面积固定，即COS越大越好；一年里，每天
6、正午法向直射辐射强度与对应天投影COS的乘积之和最大1利用线性规划从而求出最佳的倾角对于问题三，结合第二问给出的最佳倾斜角来设计屋顶的倾斜角度，再由题目中所给的小屋的建筑要求，给出小屋的投影面积、净空高度、最高点距离地面高度、窗地比、窗墙比等列出线性规划的约束条件，目标函数为太阳光照射小屋表面的总辐射量最大，由此计算得出小屋的尺寸图根据各个太阳光在各个面的辐射强度选择合适的光伏电池类型，再由光伏电池的尺寸和各个面的大小进行铺设2模型假设及符号说明21模型假设（1）不考虑地表曲线以及大气折射的影响；（2）不考虑光伏电池阵列间因时间因素出现间距的情况；（3）不考虑温度对伏光电池输出功率的影响；（4
7、）不考虑串并联对伏光电池功率的影响；（5）不考虑雨雪、灰尘对光伏电池接受太阳辐射的影响22符号说明洛阳师范学院本科毕业论文3地理纬度房顶斜面倾角太阳赤纬SH水平面日末时角SH斜面上日末时角太阳高度角时角BH水平面上直接辐射量OH大气层外水平面上太阳辐射量I太阳常数BTH直接太阳辐射量TH贴附安装时房顶斜面上太阳辐射总量DTH天空散射辐射量RTH地面反射辐射量DH水平面上散射辐射量安装的光伏阵列的最佳倾角IH倾角为的斜面上第I月得到的平均太阳辐射能辐射偏差H法向直射辐射强度A光伏电池架空放置时与所在平面的夹角H光伏电池架空放置时在所在平面上的等效长度3模型的建立与求解31问题一模型的建立与求解3
8、11各部分外表面接收的太阳辐射的计算与分析问题一，关于在贴附安装的情况下，光伏发电系统的设计，只有准确地计算出小屋的各部分外表面能够接收的太阳辐射量，才能够合理的选定光伏电池组件洛阳师范学院本科毕业论文4及其分组数量和容量光伏阵列安装过多则造成浪费，而过少又不能满足需要所以太阳辐射量的计算对于系统的优化设计有相当重要的意义（1）贴附安装时房顶斜面上接收的太阳辐射的计算首先，用平行与东向的平面去截房顶斜面，得到的截面图如下图31图31房顶截面图由三角关系可知COSHHT,31其中163TAN（2）各方向总辐射强度的频数分析对山西大同典型气象年各方向辐射强度，运用SPSS软件进行频数分析结果如下表
9、31，32，33，34，35表31东向总辐射强度低于2200WM2200WM时的频数分析表FREQUENCYPERCENTVALIDPERCENTCUMULATIVEPERCENTVALID0314273010001000MISSINGSYSTEM1163270TOTAL43051000斜面总辐射强度TH法向直射辐射强度H洛阳师范学院本科毕业论文5表32南向总辐射强度低于2200WM时的频数分析表FREQUENCYPERCENTVALIDPERCENTCUMULATIVEPERCENTVALID0218650810001000MISSINGSYSTEM2119492TOTAL43051000表
10、33西向总辐射强度低于2200WM时的频数分析表FREQUENCYPERCENTVALIDPERCENTCUMULATIVEPERCENTVALID0284066010001000MISSINGSYSTEM1465340TOTAL43051000表34北向总辐射强度低于2200WM时的频数分析表FREQUENCYPERCENTVALIDPERCENTCUMULATIVEPERCENTVALID0413996110001000MISSINGSYSTEM16639TOTAL43051000表35法向直射辐射强度低于2200WM时的频数分析表FREQUENCYPERCENTVALIDPERCENTC
11、UMULATIVEPERCENTVALID040313110001000MISSINGSYSTEM2684869TOTAL30871000洛阳师范学院本科毕业论文6根据以上五个表可以得出,东、南、西、北四个方向及法向直射方向一年中总辐射强度低于2200WM时的小时数所占的百分比分别为730、508、660、961、131312光伏组件方阵设计针对本问题，太阳能电池光伏组件设计的基本思想就是使得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能小其中，由题目要求知，同一型号的电池板可串联，而不同型号的电池板不可串联；在不同表面上，即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接由太阳光辐照
12、阀值知，对于A单晶硅电池，当辐照强度低于2200WM时，电池转换效率小于转换效率的5，即A单晶硅电池转换效率大约小于00935，可认为此种电池不可用；对于C薄膜电池，辐照强度2200MW较21000MW性能提高1，即辐照强度越低性能越好1）房顶斜面光伏组件方阵设计由公式（31）知，房顶倾斜角一定时，房顶斜面总辐射强度由法向直射辐射强度唯一决定法向直射辐射强度一年中低于2200MW的小时数占131，可知一年中大部分时间房顶斜面的总辐射强度较高，且大于2200MW的占大部分，故通过对A单晶硅电池和B多晶硅电池组件设计案参数及市场价格比较分析，要求组件面积尽可能小、组件功率尽可能大、价格相对便宜，通
13、过这三面比较，针对房顶倾斜面可着重考虑A单晶硅电池关于A单晶硅电池六种不同型号的选取，我们要求同一型号电池的组件功率和组件尺寸越小越好、电池转换效率越大越好对于电池转换效率可作处理，取其负值，就可转换为越小越好的问题，这样我们可以运用MATLAB里的ZSCORE函数，分别对六种不同型号电池对应的上述三个变量进行归一化处理，然后根据不同型号三个变量和不同且和越小越好，来确定六种不同型号电池的选取（MATLAB程序见附录一）由程序运行结果可得到，A1、A2、A3、A4、A5、A6六种不同型号电池的最优选取为A3根据A3单晶硅电池的组件尺寸及房顶斜面的有效面积，我们试着将最大量的洛阳师范学院本科毕业
14、论文7A3电池放进房顶斜面中，太阳能光伏组件的安装容量的确定主要由以下两个方面的因素确定1、发电总量尽可能大；2、发电费用尽可能小；3、结合建筑物外观最大限度的利用太阳能辐射量，减少建筑物的能耗因此，我们得到了最优的的电池组件铺设分组阵列如下图32所示图32房顶的电池组件铺设情况正图32所示，我们一共使用了43块A3单晶硅电池，根据电池串并联的要求可知至少要分为两个串并联组，即至少要使用两个逆变器关于对43块电池的串并联分组问题，一共有七大组，而每小组里又有四小种分组方法，通过与逆变器参数价格表联合考虑，并使得选用的逆变器价格尽量低、直流输入电流小于其额定电流、直流输入电压在允许输入电压范围内
15、，我们得出了如下图所示的两组串并联示意图第一组共有25块电池，先每5个电池串联，得5组串联，之后将这5组并联在一起；第二组共有18块电池，先每6个电池串联，得3组串联，之后再将这3组并联在一起两组组件之间连接的串并联示意图如下图33，34洛阳师范学院本科毕业论文8图33第一组光伏阵列串并联示意图图34第二组光伏阵列串并联示意图根据图33，34的串并联示意图，可以很容易计算出，第一组的输出电压为VU52301,电流为AI5271；第二组的输出电压为VU31382，电流为AI332结合逆变器参数价格表，第一组可选用逆变器SN15；第二组可选用逆变器SN8它们的部分规格见下表36表36选配的逆变器部
16、分规格列表型号额定电流（A）允许输入电压范（V）逆变效率（80阻性负载）额定功率（KW）参考价格（元/台）SN8519915090415300SN15379180300946022000因为辐射强度小于2200MW时，A单晶硅电池转换效率很小很小，几乎没有，故而计算有效的辐射强度要剔除掉辐射强度小于2200MW的部分数据根据附件4洛阳师范学院本科毕业论文9中的数据，可以得出一年的法向直射有效辐射强度为2421710485MW根据物理学知识，电池组件一年产生的总的电量计算公式为1COS每个电池的表面积电池个数电池的转换效率法向直射有效辐射强度总电量32故第一组电池一年产生的总电量为KWHW108
17、1100341100080805801251870982904217104851，第二组电池一年产生的总电量为KWHW5578272241100080805801181870982904217104852，两组电池通过各自的逆变器后输出的交流电量分别为KWHWW06161943294010811003411逆变效率，3310204KWH650290055782722422逆变效率WW，34两组电池一年产生的总交流电量为KWHWWW161593410204650206161943221，35又因为，所有光伏组件在010年效率为100，1025年按90折算，25年后按80折算故35年寿命期内的发电
18、总量为108001590010WWWW36108001615934159001615934161593410KWH2501926，按当前民用电价KWH元50计算，总经济效益为元125096325019265050WT，37光伏组件的总成本Q为电池总成本与逆变器总成本之和，即为元3190427220001530023991443Q，38光伏组件010年的经济效益为元82796701615934105010501WT，39洛阳师范学院本科毕业论文101025年的经济效益为元61075551590016159345015900502WT，3102535年的经济效益为元6563736108016159
19、34501080503WT，311故投资的收回年限为5754725151061075558279670319042765637361510213年TTQTN3122）南向光伏组件方阵设计南向一年中总辐射强度低于2200WM时的小时数占508，和其他几个方向相比，一年中辐射强度算最高的，由太阳光辐照阀值知，A单晶硅电池或者B多晶硅电池更能充分利用太阳能根据南向有效墙面尺寸，只能选用A单晶硅电池，B多晶硅电池组件尺寸太大不能放入南向墙面中A单晶硅电池中六种不同型号电池的选取，类似于房顶斜面时对电池的选取，这里我们同样选取型号为A3的单晶硅电池根据A3单晶硅电池的组件尺寸及南向墙面的有效面积，我们试
20、着将最大量的A3电池放进南向墙面中，经过反复试放，我们得到了最优的的电池组件铺设分组阵列如下图35所示图35南向墙面的电池组件铺设情况南向墙面铺设时，我们一共使用了8块A3单晶硅电池，实际工程中每个面我洛阳师范学院本科毕业论文11们一般选取一个逆变器（特殊情况除外），即选取一个串并联分组关于对8块电池的串并联分组问题，通过与逆变器参数价格表联合考虑，并使得选用的逆变器价格尽量低、直流输入电流小于其额定电流、直流输入电压在允许输入电压范围内，我们得出了如下图所示的串并联示意图先每4个电池串联，得2组串联，之后将这2组并联在一起，组件之间连接的串并联示意图如下图36图36南向墙面光伏阵列串并联示意
21、图根据图36的串并联示意图，可以很容易计算出，电池组件的输出电压为VU4184，电流为AI11,结合逆变器参数价格表，选用逆变器SN7它的部分规格见下表37表37选配的逆变器部分规格列表型号额定电流（A）允许输入电压范围（V）逆变效率（80阻性负载）额定功率（KW）参考价格（元/台）SN73099150902410200同样，剔除掉辐射强度小于2200MW的部分数据，可以得出一年的南向有效辐射强度为264870221MW根据物理学知识，电池组件一年产生的总的电量计算公式为1每个电池的表面积电池个数电池的转换效率南向有效辐射强度总电量故光伏电池组一年产生的总电量为KWHW995791661100
22、08080580181870648702211，313光伏电池组通过逆变器后输出的总交流电量为洛阳师范学院本科毕业论文12KWHWW7962114959001661995791逆变效率，314又因为，所有光伏组件在010年效率为100，1025年按90折算，25年后按80折算故35年寿命期内的发电总量为108001590010WWWW（315）108007962114951590079621149579621149510KWH580647117，光伏组件的总成本Q为电池总成本与逆变器总成本之和，即为元838688102002399148Q，（316）按当前民用电价KWH元50计算，总经济效益为
23、元7903235585806471175050WT（317）Q386888T235587903，故可知，35年寿命期内不可能收回投资32问题二模型的建立与求解在光伏供电系统的设计中，光伏组件方阵的放置形式和放置角度对光伏系统接收到的太阳辐射有很大的影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力光伏组件方阵的放置形式有固定安装式和自动跟踪式两种形式，其中自动跟踪装置包括单轴跟踪装置和双轴跟踪装置2与光伏组件方阵放置相关的有下列两个角度参量太阳电池组件倾角、太阳电池组件方位角太阳电池组件的倾角是太阳电池组件平面与水平地面的夹角光伏组件方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角值，向西偏设
24、定为正角值）一般在北半球，太阳电池组件朝向正南（即方阵垂直面与正南面的夹角为0）时，太阳电池组件的发电量是最大的固定安装的光伏系，光伏阵列的倾角大小将直接影响光伏阵列在各个时期所接受的太阳辐射量的多少，因此倾角选择的正确与否直接影响光伏系统的总体成本的大小和系统效率为了使光伏列阵获得最大限度的太阳辐射能量，其安装的最洛阳师范学院本科毕业论文13佳倾角应满足在正午时的太阳光垂直射入光伏阵列的采光面3，但实际情况中，受各种不确定因素的影响，不可能让倾角满足正午时让太阳光恰好垂直射入光伏阵列的采光面为找到最佳的倾角，我们让正午时，采光面在与太阳光垂直的面上的投影尽可能大，因为电池板面积固定，即COS
25、越大越好，具体图形如下图37所示图37正午时、之间的关系图由上图可知90，任意时刻太阳高度角可以采用公式SINSINSINCOSCOSCOS进行计算对于中午12点的时候，太阳时角0，式子SINSINSINCOSCOSCOS即可化为SINSINSINCOSCOSCOS（318）COSSIN90，对于北回归线以北的地区，所以有90，319其中，太阳赤纬角3652842SIN4523N（N为日期序号）4，地理纬度角140故我们可得到如下的规划模型，3651COSMAXIITHF，320太阳光与太阳光垂直的面洛阳师范学院本科毕业论文14目标函数表示一年里，每天正午法向直射辐射强度与对应天投影COS的乘
26、积之和最大,140905520790COSCOS365,13652842SIN4523NNST321约束条件中55207表示从7开始以02为步长取值，终止值为55运用MATLAB软件对上述规划进行编程计算，可得光伏阵列的最佳倾斜角639（程序见附录二）针对问题二是对问题一的改进，故而我们在电池型号不变的情况下，对太阳能光伏组件的安装容量进行优化改进电池板架空了之后太阳光照射到电池板上会留有一定的阴影，如果安放不当任意相邻的两块电池板可能会被彼此间产生的阴影覆盖住，从而使得电池板接受的太阳光照射量减少，为了使得每块电池板都能接受最大面积的光照，从而产生最大的电量，我们要求，每块电池板都不会被阴影
27、覆盖，可等效于电池板的实际长度即可得到如下图38所示的两块电池板的放置方法图38任意相邻两块电池板的放置示意图AH房顶平面洛阳师范学院本科毕业论文15其中，房顶面上光伏电池板与房顶平面的夹角A为29（光伏电池的最佳倾角639减去房顶斜面倾角910），MMH51806；南向A为639,MMH620501）房顶斜面上架空放置光伏电池时的方阵设计根据上述因素及同问题一的因素，得到了最优的的电池组件铺设分组阵列我们一共使用了34块A3单晶硅电池，选取一个串并联分组关于对34块电池的串并联分组问题，通过与逆变器参数价格表联合考虑，并使得选用的逆变器价格尽量低、直流输入电流小于其额定电流、直流输入电压在允
28、许输入电压范围内，我们得出了如下图所示的串并联示意图先每2个电池串联，得17组串联，之后将这17组并联在一起，组件之间连接的串并联示意图如下图39图39房顶斜面光伏阵列串并联示意图根据图9的串并联示意图，可以很容易计算出，电池组件的输出电压为VU292，电流为AI593,结合逆变器参数价格表，选用逆变器SN9它的部分规格见下表38表38选配的逆变器部分规格列表型号额定电流（A）允许输入电压范围（V）逆变效率（80阻性负载）额定功率（KW）参考价格（元/台）SN91019915092835000根据物理学知识，电池组件一年产生的总的电量计算公式为洛阳师范学院本科毕业论文16,1COS每个电池的表
29、面积电池个数电池的转换效率法向直射有效辐射强度总电量322故光伏电池一年产生的总电量为,7715121421100080805801341870874604217104851KWHW323光伏电池通过各自的逆变器后输出的交流电量为KWHWW34981117192012142771511逆变效率，324又因为，所有光伏组件在010年效率为100，1025年按90折算，25年后按80折算故35年寿命期内的发电总量为108001590010111WWWW325108003498111711590034981117134981117110KWH518351897,按当前民用电价KWH元50计算，总经济
30、效益为元7591759485183518975050WT，326光伏组件的总成本Q为电池总成本与逆变器总成本之和，即为元41560773500023991434Q，327光伏组件010年的经济效益为元74955856349811171105010501WT,3281025年的经济效益为,611275406159003498111715015900502元WT3292535年的经济效益为元3992446851080349811171501080503WT，330故投资的收回年限为洛阳师范学院本科毕业论文17800811126151061127540674955856415607739924468
31、51510213年TTQTN3312）南向斜面上架空放置光伏电池时的方阵设计根据上述因素及同问题一的因素，得到了南向面的最优的的电池组件铺设分组阵列我们一共使用了5块A3单晶硅电池，选取一个串联分组关于对5块电池的串联问题，通过与逆变器参数价格表联合考虑，并使得选用的逆变器价格尽量低、直流输入电流小于其额定电流、直流输入电压在允许输入电压范围内，我们得出了如下图所示的串联示意图如下310图310南向面光伏电池组串联示意图根据图10的串并联示意图，可以很容易计算出，电池组件的输出电压为VU5230，电流为AI55,结合逆变器参数价格表，选用逆变器SN12它的部分规格见下表39表39选配的逆变器部
32、分规格列表型号额定电流（A）允许输入电压范围（V）逆变效率（80阻性负载）额定功率（KW）参考价格（元/台）SN121018030094166900同样，剔除掉辐射强度小于2200MW的部分数据，可以得出一年的南向有效辐射强度为264870221MW，架空放置时实际电池上接收到的辐射强度为2711365267SIN64870221MW根据物理学知识，电池组件一年产生的总的电量计算公式为1每个电池的表面积电池个数电池的转换效率射强度实际电池上接收到的辐总电量332洛阳师范学院本科毕业论文18故光伏电池组一年产生的总电量为KWHW6632716291000808058015187071136526
33、71，333光伏电池组通过逆变器后输出的总交流电量为KWHWW8834715319401629663271逆变效率，334又因为，所有光伏组件在010年效率为100，1025年按90折算，25年后按80折算故35年寿命期内的发电总量为108001590010WWWW108008834715311590088347153188347153110335KWH329348254,光伏组件的总成本Q为电池总成本与逆变器总成本之和，即为元52470569002399145Q，336按当前民用电价KWH元50计算，总经济效益为元1646241273293482545050WT337Q247055T2412
34、71646，故可知，35年寿命期内不可能收回投资33问题三模型的建立与求解对于问题三，自己重新为大同市设计一个小屋首先，应满足附件中小屋的建筑要求；其次，根据对问题一、二的求解我们知道房顶的最佳倾斜角应为639；最后，还要考虑让小屋外观最大限度的利用太阳能辐射量，减少建筑物的能耗5从而，我们可以建立线性规划数学模型，来确定小屋的最优形状，模型如下COSCOS22MAX212121XYHXHHHXHHHHYHHYHF西东北南,338目标函数表示小屋外观面一年所能接受的总太阳辐照量的最大值2121TAN741534582HXHXYYXHHST339洛阳师范学院本科毕业论文19用MATLAB编程（程
35、序见附录三），求得最优可行解为MH821，MH452，MX14293，MY15，8106411F在MATLAB里画出三维立体图（程序见附录四）如下图311所示图311小屋的设计图对下表310分析可知，北向选用C薄膜电池较好，东、西向选用B多晶硅电池较好表310东、西、北向辐射强度比例小于302MW的频率小于802MW的频率小于2002MW的频率北向275789960东向239499726西向137480658（1）房顶斜面光伏电池方阵设计房顶斜面上，铺设的光伏电池的型号的选取以及太阳能光伏组件的安装容量的洛阳师范学院本科毕业论文20确定方法，类似于问题一、二中的处理得到的铺设分组阵列,我们一共
36、使用了45块A3单晶硅电池，根据电池串并联的要求，及通过与逆变器参数价格表联合考虑，并使得选用的逆变器价格尽量低、直流输入电流小于其额定电流、直流输入电压在允许输入电压范围内，我们得出了如下图所示的一组串并联示意图先每9个电池串联，得5组串联，之后将这5组并联在一起示意图如下图312图312串并联示意图根据图12的串并联示意图，可以很容易计算出，输出电压为VU9414,电流为AI527，选用逆变器SN17逆变器的部分规格见下表311表311选配的逆变器部分规格列表型号额定电流（A）允许输入电压范围（V）逆变效率（80阻性负载）额定功率（KW）参考价格（元/台）SN174025080097310
37、43750根据物理学知识，电池组件一年产生的总的电量计算公式为1COS每个电池的表面积电池个数电池的转换效率法向直射有效辐射强度总电量故光伏电池组一年产生的总电量为,4134141581100080805801451870770504217104851KWHW340电池通过逆变器后输出的交流电量为KWHWW13621377697301415841341逆变效率，341又因为，所有光伏组件在010年效率为100，1025年按90折算，25年洛阳师范学院本科毕业论文21后按80折算故35年寿命期内的发电总量为108001590010WWWW10800136213776159001362137761
38、3621377610342KWH29433948，按当前民用电价KWH元50计算，总经济效益为元145216974294339485050WT，343光伏组件的总成本Q为电池总成本与逆变器总成本之和，即为元52039994375023991445Q，344光伏组件010年的经济效益为3451025年的经济效益为,919492988915900502元WT3462535年的经济效益为5448551041080136213776501080503元WT347故投资的收回年限为9324151091949298896816888052039995448551041510213年TTQTN3484模型的
39、评价与推广问题一的模型中，在选择用哪一类型的光伏组件时，我们综合考虑了一年中总辐射强度较小的的时间所占的比例、组件功率、组件面积及价格等多种因素，确定了用何种类型的光伏组件后，在对选取哪一种型号的问题上我们将变量进行了归一化处理在选取的最优的光伏组件是比较准确的但是在计算房顶的辐射强度时直接用的是法向直射辐射强度，这样可能会使计算的结果不是那么精确,6816888010501元WT洛阳师范学院本科毕业论文22问题二的模型中，为了找到最佳的倾角我们结合了许多物理学知识进行求解，计算出的结果与工程实际实施的角度相比虽然有一定的误差，但是误差不是不可以接受的问题三的模型中，在设计小屋的建筑方式时，综
40、合线性规划和非线性规划进行求解，这种方法比较常用也比较方便，还可以将非线性规划转化为线性规划应用于其他问题的求解中致谢在毕业论文完成之际，我谨向洛阳师范学院数学科学学院的领导和老师们致以最衷心的感谢同时要感谢我的指导老师，对论文的认真审阅，同时也向帮助、支持我的家人、朋友和同学们表达我最诚挚的敬意和感谢参考文献1陈中华,汪征浤,杨金焕光伏与建筑结合的新进展J，新能源，1998,2042452马洪莉，户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究J,2012年9月7日6143孙晓光,王新北,左燕飞太阳能在建设领域推广与应用M，北京中国建筑工业出版社，2009,32384郭斌，独立光伏发电系统在节能型建
41、筑中的应用研究J，2012年9月日10125赵争鸣，太阳能光伏发电及其应用M，北京中国环境科学出版社2001,4758THEAPPLICATIONOFLINEARPROGRAMMING洛阳师范学院本科毕业论文23MODELINTHEFIELDOFENERGYSOLARHOUSEDESIGNWANGJIANLUCOLLEGEOFMATHEMATICSSCIENCESTATISTICSNO100444012TUTORLIYINGHUAABSTRACTINTHISPAPER,PHOTOVOLTAICCELLSONTHESURFACEOFTHEBUILDINGBYLAYINGWERESTUDIED,A
42、NDTHEIRDESIGNOFSOLARHOUSEAIMINGATTHEPROBLEMOFAPHOTOVOLTAICCELLATTACHED,PLACEMENT,THERADIATIONINTENSITYHIGHROOFSLOPEANDTHESOUTHSIDEARECALCULATEDTHENTHEPLANNINGACCORDINGTOTHEFACTORSAFFECTINGTHEINSTALLEDCAPACITYOFSOLARPHOTOVOLTAICCOMPONENTS,THEOPTIMALCAPACITY,THENACCORDINGTOTHEPHYSICSKNOWLEDGETOSOLVETH
43、EMODELFORQUESTIONTWO,PHOTOVOLTAICSYSTEMISFIXED,ITISEASYTOANALYZE,INCLINATIONISCORRECTORNOTDIRECTLYAFFECTSTHEEFFICIENCYOFTHESIZEANDCOSTOFSYSTEMOFPVSYSTEMFORQUESTIONTHREE,THEDESIGNOFSOLARHOUSE,WEFOUNDTHATTHEUSEOFA3PHOTOVOLTAICEFFICIENCYISNOTIMPROVED,THENTHELAYINGOFB3TOOPTIMIZETHEMODEL,USINGTHELINEARMO
44、DEL,THEBESTHOUSESHAPE,FINALLYOBTAINSTHEOPTIMIZEDBENEFITIS37TIMESBEFOREOPTIMIZATIONKEYWORDSLINEARPROGRAMMINGFREQUENCYANALYSISNORMALIZEDEQUIVALENTLENGTHZSCOREFUNCTION附录洛阳师范学院本科毕业论文24附录一单晶硅电池AI（I1,6）的选取A215325239270245295单晶硅电池AI的组件功率B127664019383961276640163779216351501938396AI的组件面积C0168401664018701650
45、149801511转换效率的负值A1ZSCOREA对A标准化B1ZSCOREB对B标准化C1ZSCOREC对C标准化DA1B1C1标准化后的和附录二X720255FORI1LENGTHXM43823806967036868213M的原始数据保存在电子档MPDF中TMN11365G2345SIN2PI284N/365A90401GCCOS90AXIPI/180BISUMTCENDXFINDBMAXB附录三M文件一FUNCTIONYFX1H1X11H2X12XX13YX14Y52239948H1H2X/279513547H1H2X/213200071YH2174590277XY/087461007
46、70151YH1YYM文件二FUNCTIONN,NEQMYCONX洛阳师范学院本科毕业论文25H1X11H2X12XX13YX14NXY74NEQA11000011B00LB282833UB54541515X,FVALFMINCONF,331441,A,B,AEQ,BEQ,LB,UB,MYCONAEQ11TAN396/180PI0附录四PLOT30,31429,0,0,0,0,KHOLDONPLOT30,0,0,15000,0,0,KHOLDONPLOT30,0,0,0,0,2800,KHOLDONPLOT331429,31429,0,0,0,2800HOLDONPLOT331429,3142
47、9,0,15000,0,0HOLDONPLOT331429,0,15000,15000,0,0HOLDONPLOT331429,31429,15000,15000,0,2800HOLDONPLOT30,0,15000,15000,0,2800HOLDONPLOT331429,31429,0,15000,2800,2800HOLDONPLOT331429,0,0,0,2800,5400HOLDONPLOT331429,0,0,0,2800,2800,KHOLDONPLOT331429,0,15000,15000,2800,5400HOLDONPLOT331429,0,15000,15000,2800,2800,KHOLDONPLOT30,0,0,15000,2800,2800,KHOLDON洛阳师范学院本科毕业论文26PLOT30,0,0,0,2800,5400,KHOLDONPLOT30,0,0,15000,5400,5400HOLDONPLOT30,0,15000,15000,2800,5400
