光伏组件的数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏组件的数值模拟方法

【技术实现步骤摘要】
光伏组件的数值模拟方法、模拟装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及光伏组件
，尤其是涉及一种光伏组件的数值模拟方法
、
模拟装置及电子设备
。

技术介绍

[0002]户外光伏组件发电系统在承受风荷载时，其系统中的光伏组件占据了大部分的受力面积，因而，风荷载对光伏组件的破坏力较大，光伏组件受到风的湍流影响而产生不规则振动，尤其是在光伏组件大尺寸化的背景下，容易发生组件故障失效的情况，因此，为了评估光伏组件的可靠性，一般对光伏组件进行数值模拟来评估其可靠性
。
光伏组件中的组件边框在非硅成本中占比最高，也是脉动风荷载评估的关键部件，结构件的疲劳损坏大约占整体损坏的
70
％左右，在使用过程中受到多种交变载荷的结构件，虽然使用时的应力远低于材料的许用应力，但在长时间负载后依然会发生疲劳损坏，给产品的使用过程带来极大的安全隐患
。
因此，光伏组件的边框失效是最主要的失效模拟，而动态载荷测试是评估组件在交变载荷下可靠性重要手段，因此动态载荷的评估显得尤为重要
。
[0003]而目前相关技术中，针对光伏组件的动态载荷测试方法主要是通过人工测试来实现
。
以某一型号的光伏组件的测试过程为例，该光伏组件的测试成本为
3600
元，时间周期为
12h
，人工工时
12/
人，需两位操作人员，以及其他设备维护保养成本
。
因此，目前人工实现的动态载荷测试方法需要大量的时间成本
、
人工成本和物料成本，且效率较低，准确性也无法保证，并且，人工测试不适于推广，通用性和适用性不高
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
[0005]为此，本专利技术的一个目的在于提出一种光伏组件的数值模拟方法，该方法可以通过构建符合光伏组件工况的疲劳数值模型，不仅提高了动态载荷的评估效率，同时也提高了结果的准确性及测试的匹配度，且具有较强的通用性和可重复性，可推广并适用到其他安装方式和组件，达到节约人力
、
时间和材料成本的目的
。
[0006]为此，本专利技术的第二个目的在于提出一种光伏组件的数值模拟装置
。
[0007]为此，本专利技术的第三个目的在于提出一种电子设备
。
[0008]为此，本专利技术的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质
。
[0009]为实现上述目的，本专利技术第一方面的实施例公开了一种光伏组件的数值模拟方法，包括：构建所述光伏组件的疲劳数值模型；根据所述光伏组件的力学性能参数确定所述疲劳数值模型的材料参数；根据所述材料参数，确定所述光伏组件的应力应变分布信息；根据所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，得到所述光伏组件的疲劳寿命
。
[0010]根据本专利技术实施例的光伏组件的数值模拟方法，该方法可以通过构建光伏组件的疲劳数值模型，如构建光伏组件的铝合金边框
、
玻璃和硅胶的疲劳数值模型，根据光伏组件
的力学性能参数确定疲劳数值模型的材料参数，并根据材料参数确定光伏组件的应力应变分布信息，进而根据应力应变分布信息及光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，得到光伏组件的疲劳寿命，从而，不仅提高了动态载荷的评估效率，同时也提高了结果的准确性及测试的匹配度，且具有较强的通用性和可重复性，可推广并适用到其他安装方式和组件，达到节约人力
、
时间和材料成本的目的
。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例的光伏组件的数值模拟方法，还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]在一些实施例中，根据所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，模拟得到所述光伏组件的疲劳寿命，包括：将所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数输入至预设的疲劳耐久性分析和信号处理软件中，采用预设疲劳算法进行模拟仿真，得到所述光伏组件在不同载荷下的疲劳寿命
。
[0013]在一些实施例中，所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数通过针对所述光伏组件的边框进行实验测量得到
。
[0014]在一些实施例中，所述预设的疲劳耐久性分析和信号处理软件包括
Fe
‑
Safe
软件
。
[0015]在一些实施例中，所述预设疲劳算法包括
Brown
‑
Miller
算法
。
[0016]在一些实施例中，构建所述光伏组件疲劳数值模型，包括：根据有限元前处理软件建立所述光伏组件的二分之一疲劳模型，以得到所述光伏组件的疲劳数值模型
。
[0017]在一些实施例中，所述有限元前处理软件包括
Hypermesh
软件
。
[0018]在一些实施例中，根据所述材料参数，确定所述光伏组件在单个循环作用下的应力应变分布信息，包括：根据所述材料参数建立所述疲劳数值模型的边界条件和载荷步工况；根据所述边界条件和载荷步工况得到所述光伏组件在单个循环作用下的所述应力应变分布信息
。
[0019]为实现上述目的，本专利技术第二方面的实施例公开了一种光伏组件的数值模拟装置，包括：模型构建模块，用于构建所述光伏组件的疲劳数值模型；第一处理模块，用于根据所述光伏组件的力学性能参数确定所述疲劳数值模型的材料参数；第二处理模块，用于根据所述材料参数，确定所述光伏组件的应力应变分布信息；第三处理模块，用于根据所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，得到所述光伏组件的疲劳寿命
。
[0020]根据本专利技术实施例的光伏组件的数值模拟装置，该装置可以通过构建光伏组件的疲劳数值模型，如构建光伏组件的铝合金边框
、
玻璃和硅胶的疲劳数值模型，根据光伏组件的力学性能参数确定疲劳数值模型的材料参数，并根据材料参数确定光伏组件的应力应变分布信息，进而根据应力应变分布信息及光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，得到光伏组件的疲劳寿命，从而，不仅提高了动态载荷的评估效率，同时也提高了结果的准确性及测试的匹配度，且具有较强的通用性和可重复性，可推广并适用到其他安装方式和组件，达到节约人力
、
时间和材料成本的目的
。
[0021]为实现上述目的，本专利技术第三方面的实施例公开了一种电子设备，包括：存储器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的光伏组件的数值模拟程序，所述光伏组件的数值模拟程序被处理器执行时实现如本专利技术上述第一方面实施例所述的光伏组件的数值模拟方法
。
[0022]根据本专利技术实施例的电子设备，该设备可以通过构建光伏组件的疲劳数值模型，如构建光伏组件的铝合金边框
、
玻璃和硅胶的疲劳数值模型，根据光伏组件的力学性能参数确定疲劳数值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光伏组件的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：构建所述光伏组件的疲劳数值模型；根据所述光伏组件的力学性能参数确定所述疲劳数值模型的材料参数；根据所述材料参数，确定所述光伏组件的应力应变分布信息；根据所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，得到所述光伏组件的疲劳寿命
。2.
根据权利要求1所述的光伏组件的数值模拟方法，其特征在于，根据所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数，模拟得到所述光伏组件的疲劳寿命，包括：将所述应力应变分布信息及所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数输入至预设的疲劳耐久性分析和信号处理软件中，采用预设疲劳算法进行模拟仿真，得到所述光伏组件在不同载荷下的疲劳寿命
。3.
根据权利要求1或2所述的光伏组件的数值模拟方法，其特征在于，所述光伏组件的边框材料的疲劳性能参数通过针对所述光伏组件的边框进行实验测量得到
。4.
根据权利要求2所述的光伏组件的数值模拟方法，其特征在于，所述预设的疲劳耐久性分析和信号处理软件包括
Fe
‑
Safe
软件
。5.
根据权利要求2所述的光伏组件的数值模拟方法，其特征在于，所述预设疲劳算法包括
Brown
‑
Miller
算法
。6.
根据权利要求1所述的光伏组件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明体，王全志，黄浩，吴军，尉元杰，
申请(专利权)人：常熟阿特斯阳光电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：