一、问题重述

（一）问题背景

近年来，随着常规资源的日渐短缺，环境污染日益严重，太阳能作为可再生的清洁能源蕴藏着巨大的能量被普遍认为是理想的新能源，随着太阳能光伏技术的发展，设计太阳能小屋成为了当前社会研究的主要话题。但是不同种类的光伏电池受诸多因素的影响如太阳的辐射强度、光线的入射角、环境、安装部位等等，因此在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋表面如何优化铺设显得尤为重要。 （二）要解决的问题

光伏电池在小屋表面铺设时，如果在同一表面上采用两种或两种以上类型的光伏电池组件时，同一型号的电池板可串联，而不同型号的电池板不可串联，在不同表面上即使型号相同也不能进行串、并联连接。

问题一：根据山西省大同市的气象数据，仅考虑贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋（见附件2）的部分外表面进行铺设，使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能的大，并且单位发电量的费用尽可能的小，并根据电池组件分组数量和容量，选配相应的逆变器的容量和数量，同时计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益及投资的回收年限。

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，重新考虑问题一。

问题三：根据附件7给出的小屋建筑要求，为大同市重新设计一个小屋，要求画出小屋的外形图，并对所设计的小屋外表面优化铺设光伏电池，给出铺设及分组连接方式，选配逆变器，并计算相应的结果。