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使用Live编辑创建一个交互式叙述

以下是如何使用Live Editor创建交互式叙述的示例。创建一个交互式叙述,以讲述一个您曾经用于解决问题的计算的故事。此示例显示了如何:

  • 使用格式化文本来描述您的方法。

  • 将输出与MATLAB代码一起显示。

  • 使用方程来描述底层数学。

  • 包括图像以说明重要点。

  • 提供背景材料的超链接。

  • 让读者修改参数并重新运行分析。

  • 包括用于可视化的图。

  • 邀请同事扩展您的分析。

整体方法

在实时编辑器中,您可以将格式化文本包含为交互式叙述的一部分。使用粗体,斜体和带下划线的文本来突出重要的单词或想法。使用子弹或数字来格式化列表。

在这个例子中,我们将估计功率输出从典型的太阳能电池板安装。我们将使用12月1日中午1号在波士顿说明如何计算以下内容:

  • 太阳时间

  • 太阳能偏降和太阳海拔

  • 空气质量和到达地球表面的太阳辐射

  • 太阳能电池板上的辐射给出了它的位置,倾斜和效率

  • 在一天和一年中产生的力量

我们将使用这些公式绘制我们的示例日的太阳能和面板辐射,然后在一年的过程中绘制预期的面板发电。我们将使用为此分析创建的两个Matlab函数,solarcorrection.每小时持续,简化分析。

太阳时间

将输出与产生它的代码一起显示。要运行一节代码,请转到直播编辑标签并单击运行部分按钮。

太阳能电池板中的发电取决于太阳辐射到达面板,当太阳在天空中移动时,又取决于相对于面板的太阳位置。

lambda = -71.06;%波士顿经度phi = 42.36;%波士顿纬度Utcoff = -5;%波士顿UTC偏移TZ = ['世界标准时间'num2str(Utcoff)];1月1日= DateTime(2016,1,1,'时区',TZ);%1月1日localtime = datetime(2016,6,1,12,0,0,'时区',TZ)6月1日中午
localtime =约会时间01-jun-2016 12:00:00

计算太阳的位置,了解我们需要使用的给定日期和时间索尔AR时间。十二个中午太阳时间被定义为太阳在天空中最高的时间。要计算太阳时间,我们将校正施加到当地时间。该校正有两部分:

  • 一个术语,纠正观察者位置与局部经络之间的差异

  • 与地球轨道的偏心和轴向倾斜有关的轨道术语

我们将使用为此分析创建的MATLAB函数调用solarcorrection.。例如,在6月1日中午,太阳时间是:

d = cardays((1月1日)之间,'天'));%日solarcorr = solarcorrection(d,lambda,Utcoff);对当地时间的折扣solartime = localtime +分钟(solarcorr)
solartime =约会时间01-jun-2016 12:18:06

太阳能偏降和海拔

包括描述底层数学的方程。使用LaTex命令创建方程。要添加新的等式,请转到直播编辑标签并单击方程按钮。双击等式以在“公式编辑器”中进行编辑。

太阳的倾斜()是太阳相对于地球赤道平面的角度。太阳能偏降量是在春季和秋季的昼夜平分管并最大限度地升起在夏天的soltice。在一年中的任何一天(D.),可以从以下公式计算拒绝:

从倾斜()和纬度()我们可以计算太阳的海拔()在当前的时间。

这里是个小时角,这是当前太阳能时间和太阳日之间的地球的旋转程度。

delta = asind(sind(23.45)* sind(360 *(d  -  81)/ 365));%赤纬Omega = 15 *(solartime.hour + solartime.minute / 60  -  12);%小时角度Alpha = Asind(Sind(Delta)* Sind(PHI)+......%海拔COSD(DELTA)* COSD(PHI)* COSD(OMEGA));DISP(['太阳能偏降='num2str(delta)'太阳海拔='num2str(alpha)])
太阳能偏降= 21.9634太阳海拔= 69.2589

了解太阳的拒绝和当地纬度使我们能够计算日出和日落的时间。日出和日落在标准时间计算。

午夜= DATESHIFT(本地时间,'开始''天');SR = 12  -  ACOSD( -  ph(phi)*串口(delta))/ 15  -  solarcorr / 60;Sunrise = Timeofday(午夜+小时(SR));SS = 12 + ACOSD( -   - 茶)* TAND(DELTA))/ 15  -  SOLARMORR / 60;日落= timeofday(午夜+小时(ss));DISP(['sunrise ='datestr(日出,'hh:mm:ss''日落='datestr(日落,'hh:mm:ss')])
sunrise = 04:15:34日落= 19:08:11

空气质量和太阳辐射

包括图像以说明故事中的重要点。包括从文件中的图像,复制和粘贴来自其他来源的图像或转到直播编辑标签并单击图像按钮。

随着来自太阳的光线通过地球的大气层,一些太阳辐射将被吸收。空气质量是太阳升降的功能()。如下图所示,当太阳高度为90时,它是通过气氛(y)通过气氛(y)的光线的长度的量度

空气质量越大,辐射越少到达地面。空气质量可以从等式计算

然后可以从经验方程计算到达地面的太阳辐射(以kW / m ^ 2)计算

AM = 1 /(COSD(90-alpha)+ 0.50572 *(6.07955 + alpha)^  -  1.6354);SRAD = 1.353 * 0.7 ^(上午^ 0.678);%kw / m ^ 2DISP(['空气质量='num2str(am)'太阳辐射='num2str(srad)'kw / m ^ 2'])
空气质量= 1.0688太阳辐射= 0.93164 kW / m ^ 2

固定面板上的太阳辐射

使用超链接来引用来自其他来源的信息。万博1manbetx要添加超链接,请转到直播编辑标签并单击超链接按钮。

面板安装了一个太阳能追踪器随着太阳在天空中移动,可以随着阳光而移动并获得100%的太阳辐射。但是,最重要的是太阳能电池安装有面板设置在固定方位角和倾斜。因此,到达面板的实际辐射也将取决于太阳的方位角。太阳能方位角()是太阳在天空中的罗盘方向。在北半球的太阳中午,太阳的方位角将是180(南)。太阳能方位角由该等式计算:

γ= Acosd((Sind(Delta)* Cosd(PHI) -  COSD(DELTA)* SIND(PHI)* COSD(OMEGA))/ COSD(alpha));如果(小时(孤立)> = 12)&&(omega> = 0)伽玛= 360  - 伽马;结尾DISP(['太阳能azimuth ='num2str(gamma)])
太阳能Azimuth = 191.8568

在北半球,典型的太阳能电池板安装将与面板方位角面向南方的面板() 的。在北纬倾斜角度()将是35。对于固定面板,面板辐射由使用此等式的总太阳辐射计算:

Beta = 180;%面板方位角tau = 35;%面板倾斜prad = srad * max(0,(cosd(alpha)* sind(tau)* cosd(beta-gamma)+ sind(alpha)* cosd(tau)));DISP(['面板辐射='num2str(prad)'kw / m ^ 2'])
面板辐射= 0.8989 kW / m ^ 2

面板大小和效率

让读者更改分析中的参数值,以查看不同的参数值如何影响结果。

到目前为止,我们的计算反映了可用于电力转换的理论最大太阳辐射。然而,太阳能电池板不会将100%的可用太阳辐射转换为电力。太阳能电池板的效率是到达转换成电力的面板的辐射的一部分。太阳能电池板的效率取决于细胞的设计和材料。

我们将使用典型的20住宅安装效率为25%,以计算预期的功率输出。您可以修改以下参数,以查看效率和大小如何影响面板发电。

Eff = 0.25;%面板效率psize = 20;%面板大小在m ^ 2中pelec = eff * psize * prad;%面板电气输出在kW中DISP(['预期的选修产出='num2str(pelec)'kw'])
预期的选修产出= 4.4945千瓦

随着时间的推移发电

将Live编辑器中的图表与产生的代码一起创建。双击绘图以在单独的数字窗口中打开它。

我们现在可以计算小组在一年中的任何一天产生的电量。要简化分析,我们将使用调用的函数每小时持续使用上面的方程来计算给定日期和位置的每小时总太阳辐射和面板辐射。参数是违反的设置为固定面板的1,0用于跟踪面板。

[时间,srad,PRAD] =每小时节目(日期,经度,纬度,UTCOFF,PanelTilt,Panelazimuth,ISFixed)

infixed = 1;日期= DateTime(2016,6,1,'时区',TZ);%尝试其他日期[次,SRAD,PRAD] =每小时(日期,λ,PHI,UTCOFF,TAU,BETA,ISFIXED);情节(时代,SRAD,时间,PRAD)标题(['太阳能和面板辐射'datestr(日期,'mmmm dd yyyy')])xlabel('天时');ylabel('辐射,kw / m ^ 2') 传奇('可用的太阳辐射''面板上的太阳辐射''地点''南'

我们可以重复计算以估算一年中每一天的发电。

日期= DateTime(2015,1,1:365,'时区',TZ);%创建年度的天数为了i = 1:365 [次,SRAD,PRAD] =每小时(日期(i),lambda,phi,Utcoff,tau,beta,isfixed);辐射=总和(PRAD(1:end-1)+ PRAD(2:端))/ 2;达布洛姆(i)= eff * psize *辐射;结尾情节(日期,Dailypower)标题('年度发电')Xlabel('日期');ylabel('发电,kw-hrs'

年度=总和(Dailypower);DISP(['预计年度功率输出='num2str(年份)'kw-hrs'])
预期年度功率输出= 9954.3272 kW-HRS

延长分析

与同事分享您的分析。邀请他们重现或扩展您的分析。使用Live编辑器协作工作。

实际上,太阳能安装的真正功率输出将受到当地天气条件的显着影响。这种分析的一个有趣的扩展将是看云覆盖如何影响结果。在美国,我们可以使用以下政府网站的数据。

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