對于太陽能電池板鋪設的優(yōu)化問題首先篩選簡化模型將單位價格

對于能電池板鋪設的優(yōu)化問題，首先篩選電池簡化模型，將單位價格的器，小屋表面積等因素，得到的能電池板在小屋的不同外側(cè)面的貼附方案，計算出經(jīng)濟效益和回收年限，且計算出的結果是有利潤價值的。立0—1規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃模型，用LINGO軟件求得電池使用組合方案，利用優(yōu)化35應的總收益為233048元，回收年限為20年。這個結果，特別是回收年限，跟現(xiàn)針對問題二計算與輻射方向垂直的平面與水平面的夾角α，若根據(jù)附件給出的概念計算α，每時每刻的方位角都要計算，計算量大，所以利用投35605524.5對應的總收益為302762.25元，回收年限為18.6年。這個結果，特別是回收年針對問題三：本文根據(jù)附件7的數(shù)據(jù)，設定小屋的三維尺寸，每個面的開窗面積，得到優(yōu)化模型（見式（30）（31）），通過LINGO求解得到結果，小屋具35 能線性規(guī)劃模型優(yōu)化模型0-1LINGO1問題重在設計能小屋時，需在建筑物外表面（屋頂及外墻）鋪設光伏電池，光的實際發(fā)電效率或發(fā)電量還受諸多因素的影響，如輻射強度、光線入射角、或）等。因此，在能小屋的設計中，研究光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化給出‘小屋外表面光伏電池的鋪設方案，使小屋的全年能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費用盡可能小，并計算出小屋光伏電池35年期內(nèi)（0.5/kWh及投資的回收年限。1（2量和容量，選配相應的逆變器的容量和數(shù)量。21。1：光伏電池組件的分組及逆變器選擇的要求2：給定小屋的外觀尺寸圖4：大同典型氣象年氣象數(shù)據(jù)。特別注意：數(shù)據(jù)庫中標注的時間為實111:0012:005：逆變器的參數(shù)及價格6：可參考的相關概念7：小屋的建筑要求

2問題分選定光伏電池組件，對小屋（2）的部分外表面進行鋪設，并根據(jù)電池組，理論上光線的所在平面與水平面的夾角由兩個角度確定，即高度，以我們找另一條路徑來求解這個面面角，就是利用投影定理，由于附件4給出了樣處理，這樣就可以得到第二問的方式安裝光伏電池的方案。設計小屋的目的是為了使鋪設到小屋表面的光伏電池板得到更有效的利用，讓小屋獲得效（即問題中的得到更大的發(fā)電總電量因而設計小屋實際屋的坡度與的光線垂直照射的法平面重合時可以使鋪設的光伏電池板得到33.23模型假對于A類電池，認為在輻射小于200w/m^2時，不發(fā)電貼附安裝時電池板可以不 表面假設B、C兩類電池接受到的輻射量大于其光輻照閾值時，即可以其正4符號說Qizim2jm3kx：0-11，

s2js3kp2jp3k

g2jg3kI：輻射 小屋的最低高 l2：l3：l4：模型的建立與求（2數(shù)量和容量，選配相應的逆變器的容量和數(shù)量。從全年水平輻射總量來看屋頂能接收的輻射量是所有面中最大的200w/A,BA,BA,B單位面積性價比=年總發(fā)電量/總價 年總發(fā)電量=水平總輻射*轉(zhuǎn)換效 總價格=價格*電池面 （1表一：ABA1，A3，A5，B1，B3，B4，i對于A種電池，當輻射小于200w/m^2時，轉(zhuǎn)換效率<0.05,其產(chǎn)生的電能相對很小，可以不考慮，即只算大于200w/m^2的部分，通過用Excel計算得到這部分全年水平總輻射I1= 輻射小于80w/m^2時，不發(fā)電，所以只計算大于80w/m^2的部分，通過用Excel計算得到這部分全年水平總輻射 .33w/m^233maxQ 傾角0-1變量表示上述各種型號電池用m*x*

m*

2 j0m110

0

0

0m23xxj然后運用LINGO[3]軟件編程（見程序附錄1）m22=45,m21=2,033minz14.9x1i*m1i*

約束條件為在（5）maxQ，12701kw，40塊A3xy

ij2，得到結果是：40A320B311下面算實際總發(fā)電量(經(jīng)過逆變器后)，屋頂坡度經(jīng)計算為10度，計算發(fā)電量的為 9)*cos10o=12819.64176計算費用前，先說明下峰瓦[1]：在標準測試條件下能電池組件或方產(chǎn)生的總費用計算為：z=價格 =142700 前10年發(fā)電量為 11到25年發(fā)電量為 26到35年發(fā)電量為 D3=10Q*0.8=102566.9763所以35年的總發(fā)電量為：D=D1+D2+D3=403857.5137kw*h M1=D*0.5=201928.7568元 由于南面輻射比較大，也先不考慮C（1（2（3）3種性價比大的型號，我們選出的結果是A1，A3，A5，B1，B3，B4，在此對他們進行排序標號分別為ij,i,j=1,2,3。maxQ i

m1i*x1i*s1im2j*x2jj0mS．t．xxx2

333

0m220m23xx2

4，得到結果是2 （7（8）z2=27900前10年發(fā)電量為 11到25年發(fā)電量為 26到35年發(fā)電量為 所以35年的總發(fā)電量為 總收益為 M1=N*0.5=31119 根據(jù)（1（2（3）式得到此時A、B、C各電池的性價比,從A、B、C類電池各選8種性價比大的型號，篩選出的結A3，A5，B1，B3，B4，C6，C7，C8在i,j和k，且i=1,2,j，k=1,2,3。22maxQ3

578672.41m3k*k0m220 xjx3kN5， 22minz14.9m1i*

0

0

x1i2jxk6m22=9，m31=13，m32=13，033根據(jù)計算，35 0

0m32 j j

m7， m11=10，m21=4，m22=2，0i

j

km834.4.4西面電池板貼附與連接方案示意圖利用（7（8）計算得到：產(chǎn)生的總費用為z4=49180前10年發(fā)電量為 11到25年發(fā)電量為 26到35年發(fā)電量為 所以35年的總發(fā)電量為 總收益為 M4=N*0.5=36849.225 355：51所示。6：6：1，2。產(chǎn)生的總費用為：z=z1+z2=140600總發(fā)電量 總收益為 M=233048元1073977，11256658.5n=（140600-所以收回投資的年限為10+10=20，即第20年,從第21年開始5.2安裝方式，選定光伏電池組 其中，I1I2excelI1=2584.44w/m^2,I2=4799.8w/m^2，代入（29）33.2，由于問題1在沒有考慮架立時勢比較優(yōu)的，所以本問中，可以沿用第一問的初始鋪設方案。在計算發(fā)電量時輻射量均采用法向直接輻射，計算方程式同問題一，所以利用（7（8）求得：， 10=811751125=7306 z2=2790010=149401125=1344.6綜上：總費用=170600=16235（10+15*0.9+10*8 （10+15*0.9+8=605524.5kw*h，總收益=302762.25元，n=（170600-81175- ）=8.6所以收回投資的年限為10+8.6=18.6年，從第18年下半年起開始12α=33.2O的體現(xiàn)和電池板投7圖7 25

ba3b2.8h0.577bh9 減小門窗面積的也會可能增加小屋外表面吸收輻射的面積故門窗的設計盡量選在接受輻射少的墻面且使門窗的面積在滿足使用功能的條件下盡

ll3l l10l413.53，l0小屋的長a=15m，寬b=4.51m，高為2.8m圖 正立面9圖 俯視圖 背立面考慮到每天輻射最時候并不在正午所以一般的房屋朝向并非正南朝向，而是與有一定的傾角。根據(jù)附件四給出的大同年逐時氣溫變化，從中發(fā)現(xiàn)大同一天中輻射最強的時刻為14時，當房屋的朝向與與此時的為：W=15*(14-12)+(113.3-120)=23.323.3度33maxQ 0m1

j0m 303

0n10 0n3xyj110。33

x i,j用lingo編程（12）minz=47250元，m22=18。66.屋頂電池板貼附與連接方案示意圖30A3，24B3。（7（8）z1=196400年發(fā)電量為前10年發(fā)電量為 11到25年發(fā)電量為 26到35年發(fā)電量為 所以35年的總發(fā)電量為 總收益為 M1=N*0.5=350303.6 東西南北面的考慮同問題2，相對于問題2，只是面積變大了，雖然房子朝向改進了，但是考慮到可以架立電池板，就通問題2一樣了，而通過問題2，已33maxQ m1i*x1i*s1im2j*x2j0m11

j0m 0

0m210

0m23xxj130。33

j0

0m210 0m23x i,j用lingo編程（14）minz=31500元，m22=12A3s/sinα=2.33m^22.89m1.48m，B32.7m，1.81m7.總費用為z2=58120年發(fā)電量為前10年發(fā)電量為 11到25年發(fā)電量為 26到35年發(fā)電量為 所以35年的總發(fā)電量為 總收益為 M2=N*0.5=115585.5 z=z1+z2=254520（34）+（41）/2=1479011125=19955035年的總發(fā)電量 35=465889n=(254520-147901)/(199550/15)=8所以，投資回收年限=10+8=18年，即從第19年開

6模型的評價與推問 立的模型可以在每個面的計算，以及后兩個問題使用，重復利用第一問中，由于人為的設定指標去篩選各種型號的電池，存在意識，說本文對能電池如何進行高效發(fā)電進行了系統(tǒng)的分析，考慮因素比較多，建模思想和方法可以應用于其他類似的‘能小屋’中的，還可以為能安參考文[1]齊，正投影原理及作法，機械工業(yè)，1965年9月[2]百科 [3]金星，，優(yōu)化建模與LINDO/LINGO軟件，： 年7月。附db/1..3/:m2,x2,p2,s2,g2;p1=0.16840.1870s1=1.276641.27664p2=0.16210.1598s2=1.635151.704144g1=215200g2=265210 db/1..3/:m2,x2,p2,s2,g2;p1=0.16840.1870s1=1.276641.27664p2=0.16210.1598s2=1.635151.704144g1=215200g2=265210min=14.9*@sum(da:m1*x1*g1)+12.5*@sum(db:m2*x2*g2); @SUM(da:m1*x1*s1)+@sum(db:m2*x2*s2)<=60.764;@SUM(da:m1*x1*g1)+@sum(db:m2*x2*g2)<=11000;g1=0.16840.1870g2=0.16210.1598s1=1.276641.27664s2=1.635151.704144 g1=0.16840.1870g2=0.16210.1598s1=1.276641.27664s2=1.635151.704144p1=215200p2=265210min=14.9*@sum(da:m1*x1*p1)+12.5*@sum(db:m2*x2*p2); g1=0.1870g2=0.16210.1598g3=0.03630.0363s1=1.27664s2=1.635151.704144s3=0.110050.1107p1=200p2=265210p3=44@SUM(da:m1*x1*p1)+@sum(db:m2*x2*p2)+@sum(dc:m3*x3*p3)<=11000;g1=0.1870g2=0.16210.1598g3=0.03630.0363s1=1.27664s2=1.635151.704144s3=0.110050.1107p1=200p2=265210p3=44 g1=0.1870g2=0.16210.1598g3=0.0363s1=1.27664s2=1.635151.704144s3=0.11005g1=0.1870g2=0.16210.1598g3=0.0363s1=1.27664s2=1.635151.704144s3=0.11005p1=200p2=265210p3=4 db/1..3/:m2,x2,p2,s2,g2;p1=0.16840.1870s1=1.276641.27664p2=0.16210.1598s2=1.635151.704144g1=215200g2=265210 db/1..3/:m2,x2,p2,s2,g2;p1=0.16840.1870s1=1.276