太陽能小木屋表面鋪設光伏電池(獲獎論文)

1、數(shù)學建模太陽能小木屋表面鋪設光伏電池摘要本文主要是研究太陽能小木屋表面鋪設光伏電池的問題，針對問題建立了三個模型，分別為：多目標組合優(yōu)化模型、整數(shù)規(guī)劃模型、房屋設計最優(yōu)模型。 對于問題1的多目標組合優(yōu)化模型：以小屋表面電池陣列排布和串并聯(lián)規(guī)律，建立了發(fā)電量最大、經(jīng)濟收益最多、面積利用率最大、成本回收年限最短的多目標組合優(yōu)化模型，用加權(quán)法求解，通過程序得出結(jié)果如下：面積利用率單位發(fā)電量經(jīng)濟效益成本回收年限需要鋪設的電池共104塊，逆變器共需要8個，具體組合方案見附錄二。 對于問題2的電池鋪設傾角模型：根據(jù)理論，對來自各方向照射到傾斜面的輻射強度進行合成，建立了以電池正常工作時間最長為目標的整數(shù)規(guī)

2、劃模型，運用尋優(yōu)法，通過程序求解得出傾斜角，朝向角。四個目標數(shù)值如下：面積利用率單位發(fā)電量經(jīng)濟效益成本回收年限 對于問題3的房屋設計最優(yōu)模型：在附件7限定的標準下，使小屋達到高效產(chǎn)能的要求，確定了以最優(yōu)電池陣列下小屋表面空余面積最小為目標函數(shù)，并利用問題二中的最優(yōu)傾斜角為屋頂傾斜角，正南方向為小屋朝向，建立了房屋設計最優(yōu)模型。通過程序求解得到小屋長,寬，高分別為：15m,4.93m,3.53m。門窗具體設計數(shù)值見符附錄一，四個目標數(shù)值如下：面積利用率單位發(fā)電量經(jīng)濟效益成本回收年限通過以上三組數(shù)據(jù)的對比，最后得出的結(jié)果顯示。本模型的建立是一個逐步優(yōu)化模型。得知在計算過程中正好符合實際情況。關(guān)鍵詞

3、：多元組合優(yōu)化模型 01規(guī)劃 賦值加權(quán) 1.問題重述1.1問題產(chǎn)生的背景 隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，地球的環(huán)境也出現(xiàn)了某種程度的惡化。由于一系列自然災害的頻繁出現(xiàn)，讓人們意識到了保護環(huán)境的重要性，如今風能，水能，地熱能等清潔能源正在興起。然而最受人們重視的還是太陽能。因此，如何將太陽能更高效率的利用，是需要我們解決的問題。在科技突飛猛進的今天，太陽能發(fā)電成為了人們大力研究的主題。因此，如何更好的設計太陽能小木屋就需要建立數(shù)學模型進行化簡解決。在設計太陽能小屋時，需在建筑物外表面（屋頂及外墻）鋪設光伏電池，光伏電池組件所產(chǎn)生的直流電需要經(jīng)過逆變器轉(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)

4、。不同種類的光伏電池每峰瓦的價格差別很大，且每峰瓦的實際發(fā)電效率或發(fā)電量還受諸多因素的影響，如太陽輻射強度、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（貼附或架空）等。因此，在太陽能小屋的設計中，研究光伏電池在小屋外表面的優(yōu)化鋪設是很重要的問題。1.2解決問題的要求 根據(jù)附件1-7提供了相關(guān)信息。對下列三個問題，分別給出小屋外表面光伏電池的鋪設方案，使小屋的全年太陽能光伏發(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年年壽命期內(nèi)的發(fā)電總量、經(jīng)濟效益（當前民用電價按0.5元/kWh計算）及投資的回收年限。在求解每個問題時，有如下幾個要求：

5、要求配有圖示，給出小屋各外表面電池組件鋪設分組陣列圖形及組件連接方式（串、并聯(lián)）示意圖；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，同一型號的電池板可串聯(lián)，而不同型號的電池板不可串聯(lián)；在不同表面上，即使是相同型號的電池也不能進行串、并聯(lián)連接；應注意分組連接方式及逆變器的選配。在要求中，主要是說明在解決每一個問題的時候，都需要考慮要求中所給出的三個因素，即發(fā)電量最大、經(jīng)濟效益最大、成本回收年限最短。1.3問題解析 問題1：請根據(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，對小屋（見附件2）的部分外表面進行鋪設，并根據(jù)電池組件

6、分組數(shù)量和容量，選配相應的逆變器的容量和數(shù)量。 問題2：電池板的朝向與傾角均會影響到光伏電池的工作效率，請選擇架空方式安裝光伏電池，重新考慮問題1。 問題3：根據(jù)附件7給出的小屋建筑要求，請為大同市重新設計一個小屋，要求畫出小屋的外形圖，并對所設計小屋的外表面優(yōu)化鋪設光伏電池，給出鋪設及分組連接方式，選配逆變器，計算相應結(jié)果。2. 問題假設2.1問題假設1、 假設在鋪設過程中忽略光伏電池的厚度；2、 假設木屋門窗的開設都是在所處位置的中心；3、 假設：門窗尺寸都按照當?shù)貥藴式ㄔ?，不能更改?、 假設大同市35年的氣象為附件4中給出相應氣象的均值；5、假設屋頂天窗不均勻的部分，在計算鋪設時以面積

7、較小的部分為準；6、假設在設計問題二中的屋頂光伏電池傾角即為問題三中重新設計屋頂傾角。2.2符號說明符號說明符號說明太陽光照強度類型型號光伏電池的個數(shù)光伏電池型號電池表面總輻射量光伏電池類型型號光伏電池的工作時間電池組件功率電池的有效面積電池組件兩端電壓電池總的花費太陽能的轉(zhuǎn)化率各個方向墻面上窗戶的面積傾斜角各個方向墻面面積朝向角光伏電池轉(zhuǎn)換效率東西南北四個方向光伏電池的工作功率沒有進行說明的符號，應用時在文中對應位置均有標注3.問題分析 在本問題中，主要是根據(jù)題目中所給出的數(shù)據(jù)，對太陽能小木屋進行相關(guān)的設計，從而找出最優(yōu)化的解，最后達到了一種有關(guān)如何進行相關(guān)的解決辦法。對于本文中的三個問題，

8、通過分析可以得出三個問題之間存在著一種逐步優(yōu)化的關(guān)系。因此，對于三個問題，都是建立了多目標組合模型來進行求解。其中將發(fā)電量最大、覆蓋面積最大、經(jīng)濟效益最大、回收成本年限最小定為目標，在利用題目中所給出的數(shù)據(jù)，從而求出最優(yōu)解。 針對問題1：在滿足獲得最大發(fā)電量、經(jīng)濟效益最大、投資回收年限最小的條件下對小屋的部分表面積進行粘鋪，根據(jù)并根據(jù)電池組件分組數(shù)量和容量，選配相應的逆變器的容量和數(shù)量。通過附件2中所給出的小木屋的平面圖和透視圖，可以看出北面的墻需要鋪設畢竟便宜的光伏電池，因為北面的太陽光輻射比較少。從發(fā)電量和經(jīng)濟效益考慮，可以很明顯看出鋪設光伏電池的著重面應該是頂面和南面。針對問題2：在改變

9、相應的電池板的朝向與傾角均會影響到光伏電池的工作效率，請選擇架空方式安裝光伏電池，重新考慮問題1。本問主要是建立模型求出相應朝向角和傾斜角，在根據(jù)問題1中的模型只需改變相應的約束條件，將朝向角和傾斜角代入后就可以得出想要結(jié)果。針對問題3：根據(jù)大同市的地理位置，對太陽能小屋進行重新的設計，為了使得小屋獲得更好的太陽光照，所以，可以適當考慮到小木屋的方位角，本問題主要是利用坐標變換的方式，并且可以利用問題二中得出的有關(guān)傾斜角對房屋的一些參數(shù)進行計算。在進行小屋設計的過程中，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)約束條件得出小屋的具體建筑尺寸。再考慮方位角即電池傾斜角對其影響。4. 數(shù)據(jù)收集與處理4.1數(shù)據(jù)收集4.1.1

10、大同市近年來氣溫統(tǒng)計 通過對題目的分析，知道太陽的輻射受到許多因素的影響。并且題目中所給的三種光伏電阻存在一個適用的溫度范圍。根據(jù)山西天氣氣象局，整理出了有關(guān)近30年來的溫度統(tǒng)計表。具體做了折線圖如下：圖1:大同市33年平均最高、最低氣溫統(tǒng)計折線圖（數(shù)據(jù)來源：大同市氣象局） 由于逆變器的適用溫度在。所以在考慮太陽能小屋的試用地大同市的氣溫，最后得知大同全年的最高氣溫不超過.最低氣溫不低于。因此，可以利用逆變器。即在進行建模的過程中可以忽略溫度對逆變器造成的影響。4.1.2對于大同市緯度對太陽光照相關(guān)解釋 根據(jù)附錄中的說明，可以清楚的得到，當緯度相差，時間相差4分鐘。所以在進行相關(guān)時間進行計算的

11、過程中，要充分考慮到時差的影響問題。通過題目中的敘述，將文字描述改成簡單的示意圖如下圖2：太陽高度角示意圖 在示意圖中，可以清楚的看出在不同時刻，太陽能小木屋的墻壁要組裝電池就需要對太陽高度角進行必要的了解，之后更加準確的得出模型。4.2數(shù)據(jù)處理 根據(jù)附件4：特別注意：數(shù)據(jù)庫中標注的時間為實際時間減1小時，即數(shù)據(jù)庫中的11:00即為實際時間的12:00。因此在對大同市氣象數(shù)據(jù)的處理中，我們最后得出的時間就需要對應的多加上一個小時。因為附件4中給出的是大同市一年的氣象情況。所以通過軟件進行編程（具體源代碼見附錄三），求出一年中大同市的均值。就將其定義為35年以后的氣象情況。表1：對大同市氣象指標

12、統(tǒng)計均值時間水平面總輻強水平面輻射輻強法向直射輻強東向總輻強南向總輻強西面總輻強北面總輻強04000000050.2440.220.430.490.110.110.11616.52214.2114.2720.667.107.107.10769.96945.2283.27100.4126.9122.6122.618171.2482.56207.97219.8978.2141.2941.299300.75123.07338.89304.14188.5261.5361.5310424.14156.14433.27305.39300.8478.0778.0711504.76169.32484.1222

13、9.17371.6084.6784.6612544.96173.18510.82113.40405.4986.5986.5913546.88176.26521.7288.13408.90191.0988.1314493.02166.31506.9683.16368.90302.8983.1615404.69139.05496.3069.54305.21387.3269.5416293.6898.49486.2949.25214.9440.2849.2517164.2158.19397.6129.10113.85393.8529.101867.1125.13214.7212.5744.67219

14、.2412.571914.845.38103.182.6941.8797.712.69200.1700000021230000000圖3：大同市東西南北四個方向氣象分布情況 通過上表中的數(shù)據(jù)，可以初步看出上述幾種氣象指標的均值存在一個突變的過程，這就這好說明了附件3中光伏組的啟動前提。更有利于問題的解釋。并且根據(jù)給出的一年中的氣象指標進行計算，可以看出各種指標近似可以看成是正態(tài)分布。并且東面照射強度最大時間約是10小時，南則是12小時，北這是13小時，西則是15小時。所以在鋪設光伏電池的過程中，可以適當?shù)目紤]這些因素。5.問題一的解答5.1模型I建立的準備由于在解決相關(guān)問題的時候，我們需要用到

15、一些相關(guān)的專業(yè)術(shù)語，根據(jù)題目中附錄6中所給出的有關(guān)概念。我們整理后得到具體如下：1、太陽時時間的計量以地球自轉(zhuǎn)為依據(jù)，地球自轉(zhuǎn)一周，計24太陽時，當太陽達正南處為12:00。鐘表所指的時間也稱為平太陽時（簡稱為平時），我國采用東經(jīng)120度經(jīng)圈上的平太陽時作為全國的標準時間，即“北京時間”。（注：大同的經(jīng)度為）。 2、時角 時角是以正午12點為0度開始算，每一小時為15度，上午為負下午為正，即10點和14點分別為-30度和30度。因此，時角的計算公式為 (1)其中為太陽時（單位：小時）； 3、赤緯角 赤緯角也稱為太陽赤緯，即太陽直射緯度，其計算公式近似為 (2)其中為日期序號，例如，1月1日為，

16、3月22日為。 4、太陽高度角 太陽高度角是太陽相對于地平線的高度角，這是以太陽視盤面的幾何中心和理想地平線所夾的角度。太陽高度角可以使用下面的算式，經(jīng)由計算得到很好的近似值： (3)其中為太陽高度角，為時角，為當時的太陽赤緯，為當?shù)氐木暥?大同的緯度為)。5.2模型I的算法流程圖圖4：模型I的基本算法流程圖5.3模型I的建立5.3.1相關(guān)變量的確定墻面的光照輻射強度為所屬方位的輻射強度與太陽方位角的乘積光伏電池板單位面積上轉(zhuǎn)化的能量為：因為對于A單晶硅電池光照強度為200W/時，其轉(zhuǎn)化效率是一個閥值點 ，所以（當）類型型號的光伏電池的實際額定功率為：類型型號的光伏電池的單價為：光伏電池組件啟

17、動發(fā)電時其表面所應接受到的最低輻射量限值，單晶硅和多晶硅電池啟動發(fā)電的表面總輻射量80W/m2 ， 薄膜電池表面總輻射量30W/m2 ；因此在計算光伏電池的工作時間是引入01規(guī)劃；當，類型型號的光伏電池的工作時間為：當，類型型號的光伏電池的工作時間為：5.3.2約束條件的確定因為為了保證光伏組件正常工作，只允許相同型號的光伏組件進行串聯(lián)。多個光伏組件串聯(lián)后可以再進行并聯(lián)，并聯(lián)的光伏組件端電壓相差不應超過10%。故有：由串并聯(lián)理論可知干路總功率為各支路原件功率之和，干路電壓為最小支路的電壓，即有：光伏電池組件的總功率為：光伏電池組件的總電壓為：在根據(jù)已確定的電池陣列選配逆變器時，電池陣列的總電壓

18、應等于逆變器所能提供的總電壓范圍，電池陣列的總功率應等于逆變器提供的功率，即有逆變器的電壓為：逆變器的功率：光伏電池的實際功率應該不小于它的額定功率：5.4目標函數(shù)確定一個墻面的光伏電池陣列工作一年的所能產(chǎn)生的效益為：所有光伏組件在010年效率按100%，1025年按照90%折算，25年后按80%折算,因此：光伏組件在35年中工作的有效年數(shù)為：光伏組件工作35年的收益：購買光伏電池和逆變器所需的成本為：最后確定了四個目標函數(shù)：利用乘除的方法，把多目標轉(zhuǎn)化為單目標綜上，建立的多目標組合優(yōu)化模型如下： 5.4模型I的求解 根據(jù)軟件進行相應的編程（源程序見附錄三），最后得出的結(jié)果如下，在進行相應的求

19、解過程中，我們利用圖形割補法來進行相應的求解。從而使得面積利用率達到最大。并且在考慮過程中，要注意到電池的完整性。由于在求解的過程中，在計算六個面時所用的思路是相同的。因此我們以頂面為樣本進行求解。1、 求解思路分析光伏電池的面積，轉(zhuǎn)換效率及其工作時功率。由于太陽能小屋是環(huán)保建筑，所以先不考慮費用，對應鋪設主要是研究如何將頂部的面積利用最大利用面積分割將有窗和門的面進行相應的分割處理。之后把光伏電池鋪設好。2、 鋪設過程示意簡圖 對應屋頂沒有天窗的那個面只要保證電池總面積小于屋頂面積即可，不需要考慮分割，下面所述的是屋頂有天窗的那個面。 首先將屋頂分為4個區(qū)域，其中1和2具有相同面積，3和4具

20、體相同面積。這樣在進行鋪設時只需考慮兩個面即可：圖5：屋頂有天窗的面積分割圖其中，具體的光伏電池分組矩陣如下：圖6：光伏電池分組矩陣一圖7：光伏電池分組矩陣二圖8：光伏電池分組矩陣三 其他四個面的求解過程及其光伏電池分組矩陣大體同上，在此不予贅述。通過編寫程序，最后得出的結(jié)論如下表：表2：每個面積鋪設光伏電池個數(shù)及其連接方式所用光伏電池型號數(shù)量連接方式及逆變器型號東面同類型串聯(lián)（） 南面串聯(lián)，每兩個串聯(lián)，之后三者并聯(lián)表3：每個面積的具體結(jié)果東面西面南面北面頂部面積利用率73.38%75.30%49.20%66.70%82%單位面積發(fā)電量經(jīng)濟效益57530.4883286.24138600244

21、11.67141353回收資本年限9.2年11.78年6.305年8.635年9.95年表4：這個小木屋整體計算情況面積利用率單位發(fā)電量經(jīng)濟效益成本回收年限通過整體考慮到太陽能小木屋，我們可以得出該小木屋35年總的發(fā)電量為、經(jīng)濟效益為、成本回收年限為、電池一共用了、逆變器一共用了。具體的分配方案見附錄一。5.5結(jié)果分析 根據(jù)上述結(jié)果，可以看出頂部面積利用率最大，頂部經(jīng)濟效益最大，因為其光照輻射強度較大；南面單位發(fā)電量最多，因為利用面積相對較少，并且輻射強度較大；南面回收資本年限最短，因為需要開設較多的窗戶，所用鋪設電池可用面積相對較少。依據(jù)常識，我們可以將太陽小木屋北面不鋪設光伏電池，并且在南

22、面開設較少窗戶。通過分析，將得出結(jié)果和日常經(jīng)驗十分符合，所用可以得出針對本問題建立的模型較合理。6. 問題二的解答6.1各種概念的定義1、太陽能小屋的各個面朝向角為：傾斜角為：注明：東、南、西、北面分別用傾斜光伏電池面單位面積上傾角為時所得的太陽輻射總量，MJm；水平面上太陽直射輻射量；水平面上太陽散射輻射量；水平面上總太陽輻射量；法平面上直射輻射強度；2、 傾角輻射量圖9：傾斜角度輻射簡化圖水平面上太陽直射輻射量為： 傾斜面上的太陽直射輻射和水平面上的太陽直射輻射的總量之比為： 赤緯角也稱為太陽赤緯，即太陽直射緯度，其計算其中為日期序號水平上的日落時角為： 傾斜面上的太陽散射輻射和水平面上的

23、太陽散射輻射的之比： (其中為當?shù)氐木暥?，山西大同的緯度?地面反射常量表達式為：注釋：為地面反射率，山西大同的地面反射率為0.2傾斜光伏電池面上單位面積所接收到的來自水平方向太陽總輻射量的分量為：傾斜光伏電池面上單位面積上受傾角方向上太陽的總輻射強度為：3、朝向輻射量：傾斜光伏電池面上單位面積上受朝向方向上太陽的總輻射強度為其中：傾斜光伏電池面上單位面積的上太陽的總輻射強度為：當類型型號的光伏電池板架空安裝在墻面時，它所占有墻面的有效面積為： 6.2模型II的建立 光伏電池組件啟動發(fā)電時其表面所應接受到的最低輻射量限值，單晶硅和多晶硅電池啟動發(fā)電的表面總輻射量80W/m2 ， 薄膜電池表面總

24、輻射量30W/m2 ， A，B類型的光伏電池的工作時間為：C類型的光伏電池的工作時間為：架空安裝光伏電池板的目的是使電池板接收到的光照強度更大，從而使電池正常能夠工作，又因為光伏電池有一個工作閥值，在光照強度閥值下，電池板陣列是停止工作的；在光照強度閥值上，電池板陣列可以按照額定功率正常工作，所以應該調(diào)整電池板與墻面的角度，使得電池組件在光照強度閥值上的時間更長。最終確定的目標函數(shù)為：6.3模型II的求解 根據(jù)程序進行求解，最后得出的結(jié)果是：傾斜角；朝向角再根據(jù)問題一中的模型I進行求解，具體思路和方法同模型I，計算出的利用光伏電池個數(shù)及其組合，逆變器型號和個數(shù)如下表：表5：各個面需要的光伏電池

25、數(shù)目及其連接方式東面西面南面北面頂面總共利用電池個數(shù)154塊注：光伏電池的串并聯(lián)方式在上表中用文字敘述，具體示意圖同模型I。這里不在贅述。之后得出了面積利用率，發(fā)電量，經(jīng)濟收益，成本回收年限。具體結(jié)果見下表：表6：利用架空方式對光伏電池進行鋪設結(jié)果面積利用率單位面積發(fā)電量經(jīng)濟收益成本回收年限6.4模型結(jié)果分析根據(jù)上表得出的結(jié)果和問題一中所求出的相同指標的數(shù)據(jù)，將其進行相關(guān)的對比，通過計算得出了貼鋪和架空的結(jié)果對比圖如下：（說明：面積利用率單位是百分數(shù)，單位面積發(fā)電：千萬/米方，經(jīng)濟收益：萬元，成本回收年限：年）圖10：光伏電池貼鋪和架空兩種結(jié)果的對比 通過上述柱狀圖可以明顯看成，采用架空的方式

26、對光伏電池進行鋪設的過程中，四個目標函數(shù)的解都得到了一定程度的優(yōu)化。其中最重視的發(fā)電量提高了20%。因此可以看出當傾斜角得到的結(jié)果相對較優(yōu)。7. 問題三的解答7.1模型III的建立設房屋長寬高分別為：不含頂高，頂高為；1、確定約束條件小屋頂最高點距地面高度5.4m, 室內(nèi)使用空間最低凈空高度距地面高度為2.8m；小屋總投影為74m2；小屋平面體型長邊應15m，最短邊應3m；小屋采光要求至少應滿足窗地比0.2的要求；小屋節(jié)能要求應滿足窗墻比南墻0.50、東西墻0.35、北墻0.30。即有：小屋開窗面積與所在朝向墻面積的比值應滿足：（表示東西南北四個方位；表示附件7中規(guī)定的窗墻之比的數(shù)值）2、小屋

27、各方向墻面面積為：墻面開窗面積與房間地板面積的比值應滿足：3、 目標函數(shù)的確定：可用于安裝光伏電池的墻面面積為6個面除去門窗之后的面積之和，即有： （） 要讓小屋產(chǎn)生更多的電能，就是要使小屋墻面有更多的空余地方可以用于安裝光伏電池。最終目標函數(shù)：約束條件為：7.2模型III的求解在問題二中，已經(jīng)求出了光伏電池架空的過程中，其傾斜角度，所以設計的小屋屋頂?shù)膬A角就定為作為已知量應用到求解中。根據(jù)模型III，算出重新設計的小木屋具體尺寸和平面圖如下：圖圖10：重新設計出小木屋的具體尺寸平面圖根據(jù)上述尺寸，利用CAD進行對應的畫圖，具體實物圖圖下：圖11：利用CAD畫出的三維立體圖最后利用畫圖軟件對其

28、進行相關(guān)圖層畫出結(jié)果如下：圖12：將三維立體圖形進行圖層獲得實物圖同前兩個問題一樣，最后利用相應的多元組合優(yōu)化模型求解出了四個指標數(shù)值，具體結(jié)果見下表：表7：新建小木屋鋪設光伏電池四個指標結(jié)果面積利用率單位面積發(fā)電量經(jīng)濟收益成本回收年限表8：具體需要光伏電池型號及個數(shù)東面7塊A17塊A3西面8塊A18塊A3南面8塊A116塊A2北面20塊C1020塊出C1121塊C1頂部14塊A116塊A24塊A312塊B14塊B2鋪設電池后的新建小木屋實物圖：圖13：進行鋪設光伏電池實物圖7.3模型III結(jié)果分析通過上表的數(shù)據(jù)，可以看出在問題二的基礎(chǔ)上對新建小屋重新鋪設，最后得出的結(jié)果發(fā)電量增加了5%，經(jīng)濟

29、效益增長了1%。由此可以看成設計的小屋相對比較合理。 8.模型評價改進及其推廣8.1模型評價優(yōu)點： 1、本文建立的多目標組合優(yōu)化模型針對題目中在要求中要求的最主要的三個指標來確定了目標函數(shù)，這樣可以比較準確的求出相應的數(shù)據(jù)。 2、針對光伏電池串并聯(lián)的要求，利用組合優(yōu)化的思想，求出最好的光伏電池的組合。 3、在設計房屋外形時充分考慮到了太陽方位角及其房屋朝向問題。缺點：1、對大同市的氣候數(shù)據(jù)收集的不是很多，對其氣候的評價不是很準確。2、在問題三中，只考慮貼鋪的形式。不是最優(yōu)的結(jié)果。8.2模型改進 在問題三中將傾斜角和朝向角考慮到的情況下，還要充分考慮房屋設計在8.3模型推廣 該模型處理應用于建設

30、太陽能小木屋，在對于光伏電池組合的選擇中，可以利用與太陽電池有關(guān)的設計中。給太陽能建設小屋研究組的建議敬愛的太陽能研究組委：您好！隨著科技的迅猛發(fā)展，能源也出現(xiàn)了一定的短缺危機。新能源的開發(fā)與利用成為了人類關(guān)注的問題。下面是我們建模小組這對太陽能小木屋建設了幾點建議。1、 建設太陽能小屋的地理位置的選取十分重要，考慮到建設地點的地理位置。主要是光照強度。因為在光伏電池主要是利用太陽輻射將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。還要考慮當?shù)厝隁鉁?，因為光伏電池存在溫度的適用范圍。2、 在設計小屋屋頂傾斜角和整個木屋方位角（即朝向）時。要先確定一個大致的傾角范圍，利用光照強度來進行角度的確定?？梢岳帽疚哪Ｐ?。3、 鋪設光伏電池過程中，考慮面積利用率最大，因