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摘 要

时代在飞速发展，能源和环境的问题日益严重。能源的缺乏和环境地污染问题成为了新时代全球关注的焦点。太阳能则是一种新兴的绿色能源，人们通过利用太阳能进行光伏发电来减少能源的浪费，如何将光伏电池与建筑达成一体化，就成为人们研究的焦点。

本文的目标是得到费用最低单位发电量、最大程度地利用小屋外表面、得到最大的经济效益为关键创建组合模型,获得了最佳的关于小屋的南顶面、西面和北顶面电池组铺设的方案。假使以太阳能电池屋顶为目标设计的话，要求我们要将小屋各表面铺设光伏电池结构，通过光伏电池产生的组件经由逆变器转换成交流电源，当我们需要和剩余的电源网络，就可以使得满足家庭上的需求。在各种不同的光伏电池标价上也具有很大的差别，在每峰瓦实际时工作发电量或发电技术效率也会面临着各个方面带来的影响，例如建筑所处的经纬度、环境、光线入射角、地区的气候与气象服务情况、安装的方式等都会对太阳辐射产生影响。

关键词：光伏电池，太阳能电池，小屋，最佳倾斜角，建模

ABSTRACT

With the rapid development of The Times, the problems of energy and environment become more and more serious. The lack of energy and environmental pollution have become the focus of global attention in the new era. Solar energy is a kind of emerging green energy. People use solar energy to generate photovoltaic power to reduce the waste of energy. How to achieve the integration of photovoltaic cells and buildings has become the focus of people's research.

In this paper, a composite model was created based on the multi-objectives of the lowest cost per unit of power generation, the maximum utilization rate of cabin exterior surface, the maximum utilization rate of cabin exterior surface, and the highest economic benefit, so as to obtain the optimal scheme of battery pack laying for the south top, west and north top surfaces of the cabin we wanted. If the solar cell roof is used as the building design, then it is required to lay the photovoltaic cell structure （roof and outer wall） on the outer surface, and then the dc components generated by the photovoltaic cell are converted into 220V ac power through the inverter. When we need and the rest of the power network, we can meet the needs of the family. In a variety of different pv cells per peak watt also has the very big difference on the price, at the same time in the practical work of each peak power or power generation technology efficiency will also face the impact of various aspects, such as solar radiation effect geographic latitude, strength, environment, buildings, and the light incident Angle, regional climate and weather conditions, installation way and parts, etc.

Key words: photovoltaic cells, solar cells, huts, optimal tilt angle, modeling

目录

第一章 绪论 1

1.绪论 1

第二章 铺设方案 3

2.1贴附安装时的铺设方案及逆变器选配 3

2.2 考虑架空安装时的铺设方案 4

2.3 太阳能小屋的设计 4

2.4假设 4

第三章 建模前的准备 6

3.1名词解释 6

3.2符号约定 6

3.3光伏电池组件面积、价格的计算 7

3.4 各型号光伏电池安装在小屋各表面一年内实际吸收的光辐射能量 7

3.5小屋各表面可贴附光伏电池的最大面积 9

第四章 模型的建立与求解 10

4.1 选定合适型号与数量的光伏电池 10

4.2 分组方式的确定及逆变器的选配 15

4.3 计算35年寿命期内的发电总量、经济效益及投资回收年限 20

4.4 电池板朝向与倾角的确定 21

第五章 相关概念及定义 22

5.1可参考的相关概念 22

5.2 符号说明 24

第六章 建模 25

6.1 朝向的确定及倾斜角的分析 25

6.2模型的建立 25

6.3模型的求解 26

6.4 基于选取最大光辐射能量的太阳能小屋优化设计 26

第七章 总结 31

致谢 32

参考文献 33

附录 35

附录1 运用lingo解决完全背包中，电池的选择 35

附录2 计算总发电量、盈利、回收成本年限 35

附录3 各种电池在不同表面上的价值 37

第一章 绪论

1.引言

在我们的日常生活中，我们都知道太阳能不仅仅是一种可再生的能源，而且也是一种清洁无污染的优秀能源，与此同时，它还是一种，能够使各种工具进行不同的转换，从而产生各种不相同的能源，它是一种宝贵的资源。如果我们想要有效的且经济的利用这个优势，我们就要开始收集太阳能的转换，储存和运输各个方面的相关技术。而我们已经在这方面取得了巨大的进展，这就是我们对人类文明创造的巨大意义。太阳能的能源不仅仅是一种洁净而又能够再生的能源，对于他来说，是世界上的各个国家的人们都想要从太阳能中获得的能源。因此我们想要能够有效地利用这个能源，就要从科学的技术上着手研究，对于太阳能的收集，储存，转换以及运输等各个方面，我们也已经可以看到有很大的进展，这无疑是对我们人类的一次具有重要意义的文明进步，在太阳能电池上，他就是通过这样的方式来将光电效应和光化学效应转化为光能，最后再将其转化为太阳能的一种装置。

1.1太阳能电池的发展

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