2012年全國大學生數學建模競賽B題用的什么方法?

【專家解說】：B題 太陽能小屋的設計 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，光伏電池組件所產生的直流電需要經過逆變器轉換成220V交流電才能供家庭使用，并將剩余電量輸入電網。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。 附件1-7提供了相關信息。請參考附件提供的數據，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年壽命期內的發(fā)電總量、經濟效益（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，都要求配有圖示，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）示意圖，也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，而不同型號的電池板不可串聯。在不同表面上，即使是相同型號的電池也不能進行串、并聯連接。應注意分組連接方式及逆變器的選配。 問題1：請根據山西省大同市的氣象數據，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，并根據電池組件分組數量和容量，選配相應的逆變器的容量和數量。 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，計算相應結果。 附件1：光伏電池組件的分組及逆變器選擇的要求； 附件2：給定小屋的外觀尺寸圖； 附件3：三種類型的光伏電池（A單晶硅、B多晶硅、C非晶硅薄膜）組件設計參數和市場價格 附件4：大同典型氣象年氣象數據。特別注意：數據庫中標注的時間為實際時間減1小時，即數據庫中的11:00即為實際時間的12:00； 附件5：逆變器的參數及價格； 附件6：可參考的相關概念； 附件7：小屋的建筑要求。