CN103616291A - 光伏组件载荷压力模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种光伏组件载荷压力模拟装置，包括静态机械载荷装置和动态机械载荷装置两部分，静态机械载荷装置和动态机械载荷装置布置在机箱（1）内；进行静态载荷试验时，通过智能数字仪表（3）对气囊（4）进行自动充放气，模拟静态载荷静态载荷压力；进行动态载荷试验时，将动态载荷装置移至到静态载荷装置的上面，把被测光伏组件固定在升降台（5）上，给被测光伏组件通电。气囊（4）充气到相应的压力，根据光伏组件的面积，计算出放在光伏组件背板的沙袋重量，使电机转动带动升降台（5）上下位移，与气囊（4）表面充分接触，完成模拟动态载荷的试验要求。

Description

光伏组件载荷压力模拟装置

技术领域

本发明涉及一种试验装置，特别涉及一种用于光伏组件静态和动态载荷试验的装置。

背景技术

光伏太阳能发电是一种新型能源，清洁能源，在当今社会能源紧缺的状况下，光伏太阳能发电越来越受到社会的关注，光伏电站的建设资金投入更多。光伏太阳能组件是由单个电池片串联/并联、封装而成。由于长途运输过程、人员的不合理搬运、风压、雪压等静态、动态载荷的影响，会对光伏太阳能组件的内部电池片造成隐裂及外形的扭曲破损。

在现有技术中，光伏太阳能组件的静态载荷和动态载荷试验装置都是相互独立的，一套静态载荷或动态载荷试验设备不能够进行两种试验。并且，对光伏太阳能组件进行静态载荷施压大多是采用水压的方式。将光伏太阳能组件放置在一个水平安装的支架上面，四周用挡板围城一个箱型空间，在箱型空间内用防水布围成一个水箱，给光伏太阳能组件施加压力。水压的方式在进行光伏太阳能组件正反面压力试验时，光伏天阳能组件的反转很不方便。现有的动态载荷试验装置是通过缓冲垫来给光伏太阳能组件正反面施加压力的，该装置将光伏太阳能组件用支架固定，光伏太阳能组件的前后表面安装有缓冲垫，通过控制装置使光伏太阳能组件上下移动接触缓冲垫进行施压，该种装置在光伏太阳能组件正面接触到缓冲垫时能够充分接触而受压，但在光伏太阳能组件背面接触缓冲垫时，还是主要以边框受力为主，不能使压力均匀分布在光伏组件的背面。并且该装置不能够记录动态载荷的试验次数。

发明内容

本发明的目的是克服现有的静态载荷和动态载荷试验装置不能够将光伏太阳能组件的静态载荷和动态载荷集成于一体，以及不能使压力均匀分布在光伏组件的背面，并且不能够记录动态载荷的试验次数的缺点，提出一种用于光伏组件载荷压力试验的模拟设备。本发明将静态载荷和动态载荷集成于一体，模拟光伏组件承受静态载荷压力试验和动态载荷压力试验。

本发明包括以气囊式施压的静态载荷装置和以变频器加电机的动态载荷装置。进行静态载荷试验时，只需静态载荷装置模拟静态载荷压力；进行动态载荷试验时，需要将静态载荷装置和动态机械载荷装置相结合，模拟动态载荷压力。本发明既能模拟静态载荷压力，又能模拟动态载荷压力，设计结构简单、操作方便。

本发明结构如下：

本发明包括静态机械载荷装置和动态机械载荷装置两部分，静态机械载荷装置和动态机械载荷装置布置在机箱内。

所述的静态机械载荷装置包括操作面板和气囊两大部分。操作面板置于该装置的前部，位于机箱的前面板上，气囊置于操作面板的后部。操作面板上装有光伏组件通电的电源开关、充放气开关和智能数字表。操作面板下面的机箱内放置有空压机、直流电源和空气过滤器。操作面板上所述的供电电源开关与外接电源相连，给整个静态载荷装置供电。所述的充放气开关与空压机相连，给所述的气囊充放气。所述的智能数字仪表与气囊内的压力传感器相连，控制气囊的气压。空压机与空气过滤器通过导气管连接，空压机位于机箱内的右部。直流电源用于试验的光伏太阳能组件加电，放置在机箱内的左部，通过引出线导线给光伏太阳能组件通电。空气过滤器通过导气管与气囊相连。

所述的动态机械载荷装置是在静态载荷装置上方安装的一套升降台。升降台固定在可移动的支架上，可移动支架的两侧用螺栓固定在静态载荷装置两侧，可移动支架的左侧和右侧的支撑梁上分别安装有限位开关和计数器行程开关，并且在可移动支架的左侧还安装有电机控制箱。升降台由电机、电机联动轴和光伏组件固定支架构成。电机与电机联动轴通过螺栓连接，光伏组件固定支架固定在电机联动轴上。通过变频器控制所述的电机带动升降台沿着气囊表面垂直上下往返移动。所述的变频器的四个接线端与电机四个接线端子对应相连，控制电机的正转、反转。当电机正转时，升降台下移，当电机反转时，升降台上移。被测试的光伏太阳能组件的正面朝下固定在升降台的光伏组件固定支架上，光伏组件固定支架安装在升降台的下端，沿固定在静态载荷装置两侧的支架上下移动。沙袋放置在光伏太阳能组件的背板上，用于给光伏组件的背板施加压力，使光伏太阳能组件的正面充分接触到气囊，气囊充气保持设定的压力值，向光伏太阳能组件施加压力。

本发明既能进行静态载荷试验又能进行动态载荷试验，并且安装有直流电源，在进行静态载荷压力试验或动态载荷压力试验时能够给光伏太阳能组件通电，动态载荷试验时能够记录测试次数。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，图中：1机箱、2操作面板、3智能数字表、4气囊、5升降台、6电机、7电机联动轴、8计数器行程开关、9限位开关、10电机控制箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

本发明包括静态机械载荷装置和动态机械载荷装置两部分。静态机械载荷装置和动态机械载荷装置布置在机箱1内。

如图1所示，静态机械载荷装置包括操作面板2和气囊4，操作面板2位于该装置的前部，位于机箱的前面板上。气囊4位于操作面板2的后部。操作面板2上装有供电电源开关、充放气开关和智能数字仪表3，操作面板2下面的机箱内有空压机、直流电源和空气过滤器。操作面板上所述的供电电源开关与外接电源相连，给整个静态载荷装置供电。所述的充放气开关与空压机相连接，给气囊充放气。空压机与空气过滤器相连，过滤掉空气中的水分和杂质。智能数字仪表与气囊内的压力传感器相连，控制气囊压力的大小。空压机与空气过滤器通过导气管连接，空压机位于机箱内的右部。直流电源放置在机箱内的左部，与被测光伏太阳能组件的相连。空气过滤器通过导气管与气囊相连。

进行静态载荷试验时，被测试的光伏太阳能组件固定在气囊4的表面，通过操作面板2上的充放气开关给气囊4充气到设定的压力值，压力值通过智能数字仪表3显示。同时通过直流电源给光伏太阳能组件通电，检测直流电源的电流连续性，使电流始终保持连续输出，无断路现象发生。根据试验要求，设定智能数字仪表3的压力值为2400帕或5400帕时，给气囊4充气，智能数字仪表3还对压力值设定有±20帕压力的偏差，智能数字表3上显示的压力值低于设定的压力值20帕时，气囊自动充气，高于设定的压力值20帕时，气囊自动放气，使气囊4内的压力保持在设定的压力值±20帕的偏差范围内。

如图1所示，动态机械载荷装置是在静态载荷装置上方安装的一套升降台5。升降台5由电机6、电机联动轴、光伏组件固定支架构成，升降台5固定在可移动的支架上，可移动支架用螺栓固定在静态载荷装置两侧。电机6与电机联动轴7通过螺栓固定连接，光伏组件固定支架固定在电机联动轴7上。升降台5的上下移动通过电机控制箱10的变频器控制。电机控制箱10固定在可移动支架的左侧，电机控制箱10内部的变频器与电机相连，电机控制箱10表面的智能数字表与可移动支架右侧的计数器行程开关8相连，通过升降台5的移动来回拨动计数器行程开关8，记录升降台5的移动次数。出于对设备及被测试光伏组件的安全考虑，在固定升降台5的可移动支架左侧的支撑梁上安装了限位开关9，使升降台在有效的距离范围内上下移动，以免对被测试的光伏太阳能组件及设备自身造成损害。升降台5与电机联动轴7连接在一起，通过电机6的转动带动电机联动轴7，使升降台5上下位移。控制箱10内部有变频器及智能数字表，变频器主要是来设定电机6的转动方向及转动时间，以满足标准试验要求。控制箱10上的智能数字表是用于显示行程开关8被升降台拨动的次数。

进行动态载荷试验时，把被测试的光伏太阳能组件正面朝下固定在升降台5的光伏组件固定支架上，被测试的光伏太阳能组件的背板上加沙袋，以施加压力。根据被测试的光伏太阳能组件的面积大小，计算出放在光伏太阳能组件背板的沙袋的个数，每个沙袋重1公斤。放置好沙袋后，对气囊4充气，智能数字表3设定给气囊4充气的压力，压力达到设定的压力值后，直流电源给被测试的光伏太阳能组件通电，控制箱10，通过变频器使电机6转动，带动升降台5上下位移，拨动行程开关9开始计数。

本发明能够模拟光伏太阳能组件在运行中承受积雪等静态载荷的能力以及风力，以及在运输过程、安装过程中承受的动态载荷的能力，改善光伏太阳能组件在静态和动态载荷压力试验的环境，提高光伏太阳能组件的机械性能和电气性能试验质量水平。

Claims (6)

1.一种光伏组件载荷压力模拟装置，其特征在于，所述的装置包括静态机械载荷装置和动态机械载荷装置两部分，静态机械载荷装置和动态机械载荷装置布置在机箱（1）内；进行静态载荷试验时，静态载荷装置模拟静态载荷压力；进行动态载荷试验时，将静态载荷装置和动态机械载荷装置相结合，模拟动态载荷压力。

2.按照权利要求1所述的光伏组件载荷压力模拟装置，其特征在于，所述的静态机械载荷装置包括操作面板（2）和气囊（4），操作面板（2）位于该装置的前部，位于机箱的前面板上；气囊（4）位于操作面板（2）的后部；操作面板（2）上装有供电电源开关、充放气开关和智能数字仪表（3），操作面板（2）下面的机箱内放置有空压机、直流电源和空气过滤器；操作面板（2）上所述的供电电源开关与外接电源相连，给整个静态载荷装置供电；所述的充放气开关与空压机相连接，给气囊（4）充放气；空压机与空气过滤器相连；智能数字仪表（3）与气囊（4）内的压力传感器相连，控制气囊（4）的压力大小；空压机与空气过滤器通过导气管连接，空压机位于机箱（1）内的右部；直流电源放置在机箱（1）内的左部，与被测光伏太阳能组件相连；空气过滤器通过导气管与气囊（4）相连。

3.按照权利要求2所述的光伏组件载荷压力模拟装置，其特征在于，所述的装置在进行静态载荷试验时，被测试的光伏太阳能组件固定气囊（4）的表面，通过操作面板（2）上的充放气开关给气囊（4）充气到设定的压力值，压力值通过智能数字表（3）显示；同时通过直流电源给光伏太阳能组件通电，检测直流电源的电流连续性，使电流始终保持连续输出，无断路现象发生；根据试验要求，设定智能数字表（3）的压力值为2400帕或5400帕时，给气囊（4）充气。

4.按照权利要求2所述的光伏组件载荷压力模拟装置，其特征在于，所述的智能数字表（3）还对压力值设定有±20帕压力的偏差，智能数字表（3）上的压力显示值低于设定的压力值20帕时，气囊（4）自动充气；当高于设定的压力值20帕时，气囊（4）自动放气，使气囊（4）内的压力保持在设定压力值±20帕的偏差范围内。

5.按照权利要求1所述的光伏组件载荷压力模拟装置，其特征在于，所述的动态机械载荷装置是安装在静态载荷装置上方的一套升降台（5）；所述的升降台（5）由电机（6）、电机联动轴、光伏组件固定支架构成；升降台（5）固定在可移动的支架上，可移动支架固定在静态载荷装置两侧；电机（6）与电机联动轴（7）通过螺栓固定连接，光伏组件固定支架固定在电机联动轴（7）上；升降台（5）的上下移动通过电机控制箱（10）的变频器控制；电机控制箱（10）固定在可移动支架的左侧，电机控制箱（10）内部的变频器与电机相连，电机控制箱（10）表面的智能数字表与可移动支架右侧的计数器行程开关（8）相连，通过升降台（5）的移动来回拨动计数器行程开关（8），记录升降台（5）的移动次数；在固定升降台（5）的可移动支架左侧的支撑梁上装有限位开关（9）；升降台（5）与电机联动轴（7）连接在一起，通过电机（6）的转动带动电机联动轴（7），使升降台（5）上下位移；控制箱（10——内部有变频器及智能数字表，变频器设定电机（6）的转动方向及转动时间，以满足标准试验要求；控制箱（10）上的智能数字表用于显示行程开关（8）被升降台拨动的次数。

6.按照权利要求3所述的光伏组件载荷压力模拟装置，其特征在于，所述的装置进行动态载荷试验时，把被测试的光伏太阳能组件正面朝下固定在升降台（5）的光伏组件固定支架上，被测试的光伏太阳能组件的背板上加沙袋，以施加压力；根据被测试的光伏太阳能组件的面积大小，计算出放在光伏太阳能组件背板的沙袋的个数，每个沙袋重1公斤；放置好沙袋后，对气囊（4）充气，智能数字表（3）设定给气囊（4）充气的压力，压力达到设定的压力值后，直流电源给被测试的光伏太阳能组件通电，控制箱（10）通过变频器使电机（6）转动，带动升降台（5）上下位移，拨动行程开关（9）开始计数。

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