电池组分组情况:15个B3每三块一组串联,5组并联;32个C7每八个一组串联,4组并联
逆变器:1个SN8逆变器
有效面积使用率:百分之96.0 成本:55289元 35年内发电量 82797.88kwh 单位发电量成本:0.6678元/度
南立面
从表(3)中可知以单位发电量成本不高于20元为期望值,筛选剩下的电池发电量前三高的分别是B3、B2、B1.
考虑到南立面窗户和门处无法铺设电池,而剩余的空间又十分狭窄,最多只能放得下1-2个A类和B类的电池,因此对南立面全部使用C类电池。 由于C类电池的成本都很低,故只须考虑C类电池的发电量。C类发电量前三高的是
电池组分组情况:9个C2每一个一组并联 ; 75个C7每五个串联,15组并联 逆变器:1个SN4逆变器
有效面积使用率:百分之88.5 成本:10845.60元
35年内发电量 : 24046.99kwh 单位发电量成本:0.4510元/度
北立面
由图2和图3可知,北立面的阳光辐射量明显低于其他各面,即发电量很少,而其单位发电量的成本又很高,从经济效益和设备利用效率的方面考虑,若在北
立面铺设光电池所能产生的电量非常少,收益很低而且浪费成本,故,仅仅对于北立面不做光伏电池的铺设
根据上述铺设方案,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)及投资的回收年限为下表。
总结
按照以上电池方式,该太阳能小屋在35年的使用寿命里共能产生
450798.44kwh,总成本为296297.40元,单位发电量成本为0.6572元/kwh。按0.5元/kwh来算,35年的经济效益为-70898.18元,无法收回成本。 数据表格如下
总发电量(kwh)
南屋顶 北屋顶 东立面 南立面 西立面 总共 271954.27390.544608.524047.82797.8450798.
41 7 7 00 8 0 44 152180.30414.447568.010845.55289.4296297.
成本 00 0 0 60 0 0 40
-16202.-16719.-25263.1177.9-13890.-70898.
经济效益 79 11 71 0 46 0.00 18
优缺点分析:
本设计方案使用的是优先法,以发电量尽可能大为优先考虑因素,然后再考虑单位面积发电量成本所设计出的太阳能小屋。优点主要是能源的利用率高,发电量非常大,缺点很明显----单位发电量成本较高,成本无法回收,经济效益低。
显然,本设计方案中大量使用了A类和B类发电效率高但成本贵的光伏电池,而发电效率低,成本相对便宜的C类电池使用量非常少 ,这是导致发电量大而成本高的最直接因素。对此,需要就提高经济效益的角度对太阳能小屋的设计进行了一些改进。
改进分析:显然,要想减少成本,提高经济效益,在对各个面改进时应尽量多使用C类电池,同时,由上表结果可知,在各个面中,南屋顶是阳光照射量最充足的面,这个面上还是应尽量使用发电效率高的电池以保证较大的发电量。故改进中只对东西南北各立面中增加C类电池的比例,减少AB类电池的比例,而对南屋顶仍采用之前给出的方法
笔者对此给出了几个可供参考的经济效益较好的铺设方法: 西立面:
北立
面
电池组分组情况:55个C7,每11个一组串联,5组并联;12个C1并联 逆变器:1个SN7逆变器 成本:18302.40元
35年内总发电量:43041.52度 单位发电量成本:0.4252元/度 东立面:
电池组分组情况:16个C1并联;22个C7每11个一组串联,2组并联 逆变器:1个SN7逆变器 成本: 17016.00元
35年内总发电量: 24458.74度 单位发电量成本: 0.6957元/度
北屋顶:
电池组分组情况:13个C2并联,5个C7串联,一组并联 逆变器:一个SN3 成本:15077.93元
35年内总发电量:8157.60度 单位发电量成本:0.5410元/度
改进后的小屋的各项指数如下表所示:
北屋顶 南立面 东立面 西立面 南屋顶 总量
15077.93 24047.00 24458.74 43041.52 270852.95 377478.13 总发电量(kwh)
8157.60 10845.60 17016.00 18302.40 152180.00 206501.60 成本
0.54 0.45 0.70 0.43 0.56 0.55 单位发电量成本
-618.63 1177.90 -4786.63 3218.36 -16753.52 -17762.53 收益
对改进后的分析:由表中数据可知,在改进后,虽然较改进前在收益和单位发电量成本方面有所提升,但仍然无法在35年内收回成本。其根本原因主要还是在南屋顶使用了大量成本高的A类材料,若要收回成本,必须进一步减少各个面上AB类电池的数量。至于进一步的探究,这里笔者就不继续进行了。
问题二、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。
分析、我们可以结合气象数据和附件六,还原出一年中太阳方位、太阳高度,与日照辐射的关系,找出日照辐射最大的方位角和高度角,这就是光伏电池的架空式安装倾角和朝向。
首先,对一年内每一天在各个时段的太阳辐射强度进行整合计算,找到总辐射量最大的时刻,对每天该时刻的太阳高度角和方位角进行计算,然后通过建立函数求解找到最佳高度角和太阳方位角,取之为电池架空的倾斜角?.
倾斜角计算方法 问题解决:
(1)找到一年内法向辐射强度最大的时刻作为计算最佳太阳方位角和高度角的时刻。 经过整理,得出一年内每天各个时段法向辐射强度的总辐射量如下表
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