图13
图14
根据电池及逆变器的选取标准，我们依旧选取B2号电池和SN17号逆变器 对屋顶进行铺设。根据屋顶的实际情况及电池的串并联方式，我们选取45块B2号太阳能电池板及一台SN17号逆变器，电池板铺设、连接方式如图15、图16。
- 14 -
图15
图16
- 15 -
根据公式(14)及附录3中程序可以得到如下结论：
表5：重新设计的小屋的计算结果 铺设成本（元） 35年发电总量（kWh） 经济效益（元） 投资回收年限（年） 223750 833340 192920 17.684 即：按照架空铺设方式选取45块B2电池和1台SN17逆变器，采用15块电池板串联为一组，三组电池板并联的连接方式，所需成本为22.375万元，单位发电量的费用约为0.27元/ kWh，第一年的发电总量约为26455.24kWh，35年的发电总量为833340kWh，折合人民币41.667万元，创造的经济效益为19.292万元，投资的回收年限相当于17.684年。
优缺点分析
1.优点分析：
1）问题三中计算出来的太阳能电池板的面积比屋顶能设计的最大面积少，这主
要考虑到铺设太阳能电池板时需要留出一定的空间，有利于对工作人员对太阳板的维护和维修，因此这种结论是合理的。
2）通过对电池最大实际功率与组件功率的比值选出部分待选电池板，可以简化
计算，提高计算效率。 2.缺点分析：
1）本文主要分析正南正北走向，形状较为规则的小屋，但是实际建设中的方位
不确定，方位对太阳板的铺设将会产生影响。因此，本文讨论的情况仅限用于正南正北走向的房屋。
2）房屋的建设环境将对房屋的日照情况产生影响，本文是基于理想状态（即房
屋的日照仅受当日天气影响而不受周围环境影响）进行计算。
3）在问题二中忽略了架空方式铺设太阳板的支架成本，这将使得最终计算得到
的经济效益偏高。
参考文献
[1] 于军胜,太阳能应用技术, 四川： 电子科技大学出版社,2012。 [2] 方荣生, 太阳能应用技术, 北京：中国农业机械出版社,1985。 [3] http://zh.wikipedia.org/zh-cn/ （维基百科）。
[4] 胡建新,李肃萍等，航标太阳电池安装方向和倾角的探讨[J],水运工
程,2003(2):30-34。
[5] 沈国良,赵旭升,太阳能光伏发电系统的原理及其发展[J]，科技创新导
报,2008(1):7-9。
[6] 王艳,康志龙,刘赫等，光强和温度对多结太阳电池的影响研究[J]，电子设
计工程,2011,19(5):57-59。
[7] 李文婷,光伏并网发电固定安装光伏阵列最佳倾角的确定[J]，青海科
技,2010（2）:20-21。
[8] 丁磊，多晶硅薄膜晶体管自加热效应和KINK效应的模拟技术研究[学位论
文]，2008。
- 16 -
[9] 刘振宇,冯华,杨仁刚，山西不同地区太阳辐射量及最佳倾角分析(自然科学
版)2011,31(3)。
[10] 杨卫国,夏红卫,魏生贤等，竖直墙面不同方位上太阳辐射量的计算分析
[J]，西南师范大学学报：自然科学版,2008,33（2）：22-25。
[11] 杨金焕,毛家俊，陈中华，不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算
[J]，上海交通大学学报,2002,36（7）：1032-1036。
[12] 申政,吕建,杨洪兴，太阳辐射接受面最佳倾角的计算与分析[J]，天津城市
建设学院学报,2009，15（1）：61-64。 [13] 姜启源，数学模型（第三版），北京:高等教育出版社,2003。 [14] 杨启帆,边馥萍，数学模型，浙江：浙江大学出版社,1990。 [15] 孙文瑜,徐成贤,朱得通，最优化方法（第二版），北京：高等教育出版
社,2010.7。
- 17 -
附录：
附录1：小屋各表面电池选择依据（实际功率/组件功率=P实/P组件） 产品型号 组件功率 转换效率 南向屋顶 P实/P组件 北向屋顶 P实/P组件 北墙 P实/P组件 南墙 P实/P组件 西墙 P实/P组件 东墙 P实/P组件 A1 215 16.84% 361.7232 1.682433 204.7744 0.95243907 69.465 0.323093 177.4936 0.8255516 167.3896 0.7785563 151.0548 0.7025805 A2 325 16.64% 357.4272 1.099776 202.3424 0.622592 68.64 0.2112 175.3856 0.539648 165.4016 0.508928 149.2608 0.459264 A3 200 18.70% 401.676 2.008380 227.392 1.13696 77.1375 0.3856875 197.098 0.98549 185.878 0.92939 167.739 0.838695 A4 270 16.50% 354.42 1.312667 200.64 0.74311111 68.0625 0.2520833 173.91 0.6441111 164.01 0.6074444 148.005 0.5481667 A5 245 14.98% 321.7704 1.313349 182.1568 0.74349714 61.7925 0.2522143 157.8892 0.6444457 148.9012 0.60776 134.3706 0.5484514 A6 295 15.11% 324.5628 1.100213 183.7376 0.62283932 62.32875 0.2112839 159.2594 0.5398624 150.1934 0.5091302 135.5367 0.4594464 B1 265 16.21% 348.1908 1.313928 1 97.1136 0.74382491 66.86625 0.2523255 170.8534 0.6447298 161.1274 0.6080279 145.4037 0.5486932 B2 320 16.39% 352.0572 1.100179 199.3024 0.62282 67.60875 0.2112773 172.7506 0.5398456 162.9166 0.5091144 147.0183 0.4594322 B3 210 15.98% 343.2504 1.634526 194.3168 0.9253181 65.9175 0.3138929 168.4292 0.8020438 158.8412 0.7563867 143.3406 0.6825743 B4 240 14.80% 317.904 1.324600 179.968 0.74986667 61.05 0.254375 155.992 0.6499667 147.112 0.6129667 132.756 0.55315 B5 280 15.98% 343.2504 1.225894 194.3168 0.69398857 65.9175 0.2354196 168.4292 0.6015329 158.8412 0.56729 143.3406 0.5119307 B6 295 15.20% 326.496 1.106766 184.832 0.62654915 62.7 0.2125424 160.208 0.543078 151.088 0.5121627 136.344 0.4621831 B7 250 14.99% 321.9852 1.287941 182.2784 0.7291136 61.83375 0.247335 157.9946 0.6319784 149.0006 0.5960024 134.4603 0.5378412 C1 100 6.99% 150.1452 1.501452 84.9984 0.849984 28.83375 0.2883375 73.6746 0.736746 69.4806 0.694806 62.7003 0.627003 C2 58 6.17% 132.5316 2.285028 75.0272 1.29357241 25.45125 0.4388147 65.0318 1.1212379 61.3298 1.0574103 55.3449 0.9542224 C3 100 6.35% 136.398 1.363980 77.216 0.77216 26.19375 0.2619375 66.929 0.66929 63.119 0.63119 56.9595 0.569595 C4 90 5.84% 125.4432 1.393813 71.0144 0.78904889 24.09 0.2676667 61.5536 0.6839289 58.0496 0.6449956 52.3848 0.5820533 C5 100 6.49% 139.4052 1.394052 78.9184 0.789184 26.77125 0.2677125 68.4046 0.684046 64.5106 0.645106 58.2153 0.582153 C6 4 3.63% 77.9724 19.493100 44.1408 11.0352 14.97375 3.7434375 38.2602 9.56505 36.0822 9.02055 32.5611 8.140275 C7 4 3.63% 77.9724 19.493100 44.1408 11.0352 14.97375 3.7434375 38.2602 9.56505 36.0822 9.02055 32.5611 8.140275 C8 8 3.66% 78.6168 9.827100 44.5056 5.5632 15.0975 1.8871875 38.5764 4.82205 36.3804 4.54755 32.8302 4.103775 C9 12 3.66% 78.6168 6.551400 44.5056 3.7088 15.0975 1.258125 38.5764 3.2147 36.3804 3.0317 32.8302 2.73585 C10 12 4.13% 88.7124 7.392700 50.2208 4.18506667 17.03625 1.4196875 43.5302 3.6275167 41.0522 3.4210167 37.0461 3.087175 C11 50 4.27% 91.7196 1.834392 51.9232 1.038464 17.61375 0.352275 45.0058 0.900116 42.4438 0.848876 38.3019 0.766038 - 18 -