非晶硅薄膜光伏组件力学性能分析

摘要

非晶硅薄膜光伏组件在机械荷载作用下,组件发生变形,影响组件输出效率.采用数值模拟方法并结合试验研究了非晶硅薄膜光伏组件的力学性能,提出了非晶硅薄膜光伏组件的简化力学模型并进行了有限元建模验证,同时对组件的等效厚度计算公式进行了探讨.试验、数值模拟结果表明:(1)在对非晶硅薄膜光伏组件力学分析时,根据精确度的不同,可分别采用纯玻璃板模型、叠合板模型代替原组件进行简化计算;(2)考虑最大应力相等计算得到的等效厚度与实测值仅相差2.8％,满足工程应用要求,建议在计算非晶硅薄膜光伏组件的等效厚度时采用最大应力相等公式进行计算;(3)光伏组件拥有两个中性层,分别位于上下两片玻璃中,但不在玻璃厚度方向的几何中心,而是靠近与中间层胶片粘结的界面;(4)当组件在5.4 kPa均布荷载作用下,基底玻璃的第一主应力为26.9 MPa,非晶硅薄膜电池承受的第一主应力(为0.19 MPa)较小,不会导致非晶硅薄膜电池发生破坏.