基于粒子群算法的太阳能热水器倾角优化设计

研究了带有辅助电加热的太阳能热水器的最优安装角度.对于真空管下方不带反射镜的热水器,通过分析其倾角和方向角与每天吸收的光能以及电加热器的耗电量之间的关系,将电加热器全年的用电量最小作为优化目标,解得最佳的安装倾角和方向角;对于带有反射镜的太阳能热水器,采用临界法并结合几何知识,求出真空管背面吸收的太阳能.基于粒子群算法计算得到山西省大同市不带反射镜的太阳能热水器的最佳安装倾角为53.49°,方向角为10.26°,用电量为149.80度;带有反射镜的太阳能热水器的最佳安装倾角为49.32°,方向角为10.33°,用电量为50,16度.结果说明带反射镜的太阳能热水器具有明显的节能效果.比较发现基于粒子群算法求得的两种情况下的用电量比应用两阶段搜索法求得的用电量分别减少了6.60度和8.59度.