太阳能电池层压机的分析与研究

【摘要】：随着能源的日益紧缺，太阳能作为一种新能源被广泛应用。太阳能电池为光电转换的重要部件，而太阳能电池层压机是封装太阳能电池组件的重要设备,采用真空热压的方式生产太阳能电池组件。随着我国对光伏产品需求量的不断增加，太阳能电池层压机的需求量也在增多，但目前国内对层压机的研究较少，研发力度较弱。在此背景下，对层压机的分析与研究具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文以全自动太阳能电池层压机为研究对象，运用有限元仿真软件ANSYSWorkbench完成了以下几方面工作： 第一，系统地阐述了层压机的分类、工作原理、工作过程和国内外发展现状，阐明了层压机的研究意义；详细地阐述了层压机的加热系统、真空系统和液压起升系统。 第二，采用ANSYS Workbench软件对层压机上箱进行力学分析，研究上箱在两种工况下的应力和变形情况，并进行应力最小目标优化； 第三，采用ANSYS Workbench软件对层压机硅胶板进行力学分析，研究硅胶板在上室充气、下室抽气工况下的应力和变形情况。 最后，搭建实验平台，制定实验方案，对层压机上箱变形量、加热板表面温度、玻璃表面温度以及真空度进行实验研究，以此为依据来对层压机的性能进行评价，同时间接验证了上箱变形仿真结果的准确性。 【关键词】：太阳能电池层压机 有限元分析 热—结构分析 硅橡胶 非线性分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.1.1 能源应用现状10
• 1.1.2 光伏发电技术展望10-12
• 1.2 太阳能电池封装设备国内外现状12-14
• 1.3 课题研究方法和研究内容14-16
• 1.3.1 研究方法14-15
• 1.3.2 研究内容15-16
• 第2章 太阳能电池封装设备研究16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 太阳能电池层压机分类16-17
• 2.3 太阳能电池组件层压机的工作原理17-20
• 2.3.1 层压机的工作过程18-19
• 2.3.2 层压机温度与时间的设置19-20
• 2.4 层压机的主要组成系统20-29
• 2.4.1 加热系统20-23
• 2.4.2 真空系统23-24
• 2.4.3 起升系统24-28
• 2.4.4 控制系统28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 层压机上箱结构静力学分析30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 热—结构耦合分析简介30-31
• 3.3 层压机上箱的有限元模型的建立31-34
• 3.3.1 模型的简化31-32
• 3.3.2 层压机上箱几何模型的建立32
• 3.3.3 单元属性的确定32-33
• 3.3.4 网格划分33-34
• 3.4 边界条件34-35
• 3.5 载荷的种类及加载35-36
• 3.5.1 载荷的种类35-36
• 3.5.2 加载36
• 3.6 计算结果分析36-45
• 3.6.1 强度校核准则36
• 3.6.2 工况一结果分析36-38
• 3.6.3 工况二结果分析38-45
• 3.7 优化设计45-51
• 3.7.1 参数的选择45-46
• 3.7.2 输入、输出参数的关系46-50
• 3.7.3 优化结果50-51
• 3.8 本章小结51-52
• 第4章 层压机硅胶板的非线性分析52-60
• 4.1 引言52
• 4.2 Mooney-Rivlin 模型及常数的确定52-55
• 4.3 非线性分析简介55
• 4.4 胶皮有限元模型的建立55-57
• 4.4.1 模型建立55-56
• 4.4.2 单元属性的确定56
• 4.4.3 网格划分56
• 4.4.4 边界条件与加载56-57
• 4.5 计算结果分析57-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第5章 层压机性能评价60-72
• 5.1 实验方案60-61
• 5.2 上箱变形程度测定61
• 5.2.1 实验装置61
• 5.2.2 实验步骤61
• 5.2.3 实验结果与分析61
• 5.3 升温时间的确认61-63
• 5.3.1 实验装置61-62
• 5.3.2 实验步骤62
• 5.3.3 实验结果及分析62-63
• 5.4 加热板表面温度的测量63-66
• 5.4.1 实验装置63-64
• 5.4.2 实验步骤64-65
• 5.4.3 实验结果及分析65-66
• 5.5 玻璃表面温度的测量66-68
• 5.5.1 实验装置66
• 5.5.2 实验步骤66-67
• 5.5.3 实验结果及分析67-68
• 5.6 真空度测量68-71
• 5.6.1 实验装置68-69
• 5.6.2 实验步骤69
• 5.6.3 实验结果及分析69-71
• 5.7 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果77-78
• 致谢78-79
• 作者简介79

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