摘要
本文针对在设计太阳能小屋时，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池的最优化问题给出一个较好的模型。当仅考虑贴附安装时，我们采用矩形件在矩形板材上的排样问题的模型，并结合不同性价比的光伏电池对小屋的每一个面进行最优铺设设计。当考虑爱在钢琴上小说电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池的工作效率，并选择架空方式安装光伏电池时。我们建立了倾斜面上太阳辐射强度最强时的倾斜面角和倾斜面的方位角的关系模型。并利用该模型算出了为最佳的光伏电池倾斜面与水平面的夹角45度和倾斜面的方位角向西偏3度。这既是光伏电池架空安装时的倾斜角及方位角。对于给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式及选配逆变器规格的设计，则是根据房屋各面的实际情况进行最方便，经济的连接，然后再根据连接方式选择逆变器。 关键词：太阳能小屋 光伏电池 发电量
1 问题的提出
在设计太阳能小屋时，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用，并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大，且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响，如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式（贴附或架空）等。因此，在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。
附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据，对下列三个问题，分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案，使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，并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益（当前民用电价按0.5元/kWh计算）及投资的回收年限。
在求解每个问题时，都要求配有图示，给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式（串、并联）示意图，也要给出电池组件分组阵列容量及选配逆变器规格列表。
在同一表面采用两种或两种以上类型的光伏电池组件时，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。应注意分组连接方式及逆变器的选配。
问题1：请根据山西省大同市的气象数据，仅考虑贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋（见附件2）的部分外表面进行铺设，并根据电池组件分组数量和容量，选配相应的逆变器的容量和数量。
问题2：电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池的工作效率，请选择架空方式安装光伏电池，重新考虑问题1。
问题catia逆向设计3：根据附件7给出的小屋建筑要求，请为大同市重新设计一个小屋，要求画出小屋的外形图，并对所设计小屋的外表面优化铺设光伏电池，给出铺设及分组连接方式，选配逆变器，计算相应结果。硫氰酸钠
2 问题的分析
太阳能小屋的设计要结合各种因素综合考虑，第一个问题首先考虑的是光伏电池的选择问题。根据小屋的表面的面积、光伏电池的面积、转换效率、价格及逆变器的选择等等问题。
始终以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为约束。
3 基本假设
不锈钢电解抛光工艺
恩斯特迈尔1．假设不考虑地热辐射对小屋辐射量的影响；
2．假设不考虑不同的安装方式产生的费用；
3．假设没有台风、地震、连续暴雨等极端的天气；
4．假设在各各电池在其寿命时间内没遭到人为损害。
4 定义符号说明
Q——小屋的全年太阳能光伏发电总量
f——当前民用电价
F——单位发电量的费用
W——组件功率
t——接受太阳辐射的时间
J1——光伏电池的价格
J2——逆变器的价格
K1——光伏电池的使用数量
K2——逆变器的使用数量
R——光伏电池转换效率
I——经济效益
——时角
——当地经度
——赤纬角
——为日期序号
——为太阳高度角
——当地的纬度
——倾斜面与水平面的夹角
——倾斜面的方位角
5 模型的分析、建立
5.1 问题一模型的建立
对于问题一的求解，由于仅考虑贴附安装方式，所以对同一选定的光伏电池当小屋表面的利用率最大时，即可使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。因此可以把该问题看成是一个矩形件在矩形板材上的排样问题是典型的组合优化问题,属于NP2hard 问题。矩形件在矩形板材上的排样问题,可以分为2类:一类是在单一板材上排样,醋酸钠称为单排,其中包括卷材,卷材可以看成在宽度方向有约束而在长度方向没有约束的矩形板材;还有一类是在多块矩形板材上的排样,称为套排. 显然这里主要研究套排问题,排
样优化问题可以描述成在给定多块矩形板材上如何排放多个矩形件,即把每个矩形件排放在哪块板材上,排在板材的什么位置,是横排还是竖排等,确定一个可以使板材的利用率达到最大的排样方案. 其数学表示如下:
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