CN111380758A - 光伏组件机械载荷试验装置、系统及其试验方法 - Google Patents

光伏组件机械载荷试验装置、系统及其试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及光伏组件检测技术领域，提供了光伏组件机械载荷试验装置、系统及其试验方法。光伏组件机械载荷试验装置包括框架、安装在框架上并沿所述框架的高度方向对称设置的施压机构，以及安装在施压机构上的且彼此相对的机械载荷模拟件，其中，施压机构可沿框架升降以使机械载荷模拟件彼此靠近或远离，机械载荷模拟件之间形成样品容纳区域。本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置，通过设置施压机构和机械载荷模拟件，通过施压机构对机械载荷模拟件施压，使机械载荷模拟件与样品的正面或背面接触，进而测量出样品正面或背面所承受的载荷压力，能够很好地模拟光伏组件承受的自然环境物质的载荷，更好地满足光伏组件的试验要求。

Description

光伏组件机械载荷试验装置、系统及其试验方法
技术领域
本发明涉及光伏组件检测技术领域，尤其涉及一种光伏组件机械载荷试验装置、光伏组件机械载荷试验系统以及光伏组件机械载荷试验方法。
背景技术
对于建在沙漠、戈壁、沿海等地区的太阳能光伏电站，需要对暴露在飓风、积雪、覆冰等气候中使用的光伏组件进行静态与动态载荷能力检测。
在现有技术中，光伏组件动态机械载荷试验中，载荷施加方式为气缸带动真空吸盘压或拉等方式。上述方式首先不能很好地满足待测组件盖板或底板各点受力相同，而是仅与真空吸盘接触的组件表面承受压力；其次现有技术大多数只能满足待测组件正面或背面单侧受力，一侧试验完成后需手动翻转组件方向再测试另一侧，操作过程中需投入更多人力；再次在每次试验前需要根据测试组件尺寸选择真空吸盘数量及位置，试验过程相对费时、费力；最后由于施压装置由若干真空吸盘组成，因此如果其中一个吸盘出现故障，试验机无法进行试验操作，需及时更换真空吸盘，成本相应增加。因此，亟需一种新的动态机械载荷试验装置来克服这些缺点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种光伏组件机械载荷试验装置、光伏组件机械载荷试验系统以及光伏组件机械载荷试验方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种光伏组件机械载荷试验装置，包括：框架、安装在所述框架上并沿所述框架的高度方向对称设置的施压机构，以及安装在所述施压机构上的且彼此相对的机械载荷模拟件，其中，所述施压机构可沿所述框架升降以使所述机械载荷模拟件彼此靠近或远离，所述机械载荷模拟件之间形成样品容纳区域。
根据本发明的一个实施例，还包括位于所述框架上的第一驱动机构，所述第一驱动机构构造成驱动所述施压机构升降以带动所述机械载荷模拟件进行升降。
根据本发明的一个实施例，所述机械载荷模拟件为可充放气的气囊。
根据本发明的一个实施例，还包括用于向所述机械载荷模拟件中填充气体的填充机构。
根据本发明的一个实施例，所述填充机构包括：空气压缩机；储气罐，所述储气罐与所述空气压缩机连接以储存所述空气压缩机产生的气体；以及输气管道，所述输气管道与所述储气罐连接，并且所述输气管道的出口端与所述机械载荷模拟件连通，以将气体由所述储气罐输送至所述机械载荷模拟件中。
根据本发明的一个实施例，还包括主机，所述主机用于向所述第一驱动机构和所述填充机构发出动作指令。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种光伏组件机械载荷试验系统，包括如上所述的光伏组件机械载荷试验装置、以及向所述光伏组件机械载荷试验装置传送样品的样品承载装置。
根据本发明的一个实施例，所述样品承载装置与所述光伏组件机械载荷试验装置平行设置且可拆卸地邻接，所述样品承载装置上设置有第二驱动机构，所述第二驱动机构构造成将所述样品承载装置上的样品传送至所述样品容纳区域。
根据本发明的一个实施例，所述样品承载装置包括固定架、位于所述固定架上的所述第二驱动机构、以及位于所述框架和所述固定架上的锁止机构。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种光伏组件机械载荷试验方法，包括：
将样品放置在位于所述样品承载装置上的第二驱动机构上；
将所述样品承载装置锁定在所述光伏组件机械载荷试验装置上；
驱动所述第二驱动机构，将所述样品传送至所述光伏组件机械载荷试验装置的所述样品容纳区域；
通过填充机构向机械载荷模拟件中填充空气；
驱动所述施压机构降落或升起，以使所述机械载荷模拟件与所述样品的正面或背面接触从而对所述样品施压；
驱动所述施压机构带动所述机械载荷模拟件远离所述样品的正面或背面，以卸载对所述样品的压力。
本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置、试验系统及其试验方法，通过设置施压机构和机械载荷模拟件，通过施压机构对机械载荷模拟件施压，使机械载荷模拟件与样品的正面或背面接触，进而测量出样品正面或背面所承受的载荷压力，能够很好地模拟光伏组件承受的自然环境物质的载荷，更好地满足光伏组件的试验要求。同时，本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置、试验系统以及试验方法无需翻转样品，就可对样品的正面及背面交替施加压力，大幅缩减了样品安装、翻转的时间，提高了试验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验系统的俯视图。
附图标记说明：
1-样品； 11-第一驱动结构； 12-机械载荷模拟件；
13-施压机构； 14-框架； 15-主机；
21-第二驱动机构； 22-固定架； 23-锁止机构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
现参照图1、图2和图3，对本发明提供的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。
如图1所示，本发明实施例提供了一种光伏组件机械载荷试验装置，包括：框架14、安装在框架14上并沿框架14的高度方向对称设置的施压机构13，以及安装在施压机构13上的且彼此相对的机械载荷模拟件12，其中，施压机构13可沿框架14升降以使机械载荷模拟件12彼此靠近或远离，机械载荷模拟件12之间形成用于容纳样品1的样品容纳区域。
具体地，框架14上安装有上、下施压机构13，每个施压机构13上安装有一个机械载荷模拟件12，两个机械载荷模拟件12相对设置，所构造成的空间形成了样品容纳区域。同时，每个机械载荷模拟件12均可在施压机构13的带动下沿框架14的高度方向升降，以使两个机械载荷模拟件12与样品1的正面或背面接触，对样品1的正面或背面施加载荷，或者远离样品1的正面或背面，对样品1的正面或背面释放载荷。
进一步地，当进行机械载荷试验时，可先将样品1放置在样品容纳区域中，首先，上施压机构13沿框架14的高度方向向下运动，在上施压机构13的带动下，位于上施压机构13上的机械载荷模拟件12靠近样品1的正面，并与样品1的正面接触，对样品1的正面施加载荷，此时可测量出样品1正面的受力情况。然后，上施压机构13沿框架14的高度方向向上运动，在上施压机构13的带动下，机械载荷模拟件12远离样品1的正面，此时，释放样品1正面所承受的载荷。
同理，下施压机构13开始沿着框架14的高度方向向上运动，在下施压机构13的带动下，位于下施压机构13上的机械载荷模拟件12靠近样品1的背面，并与样品1的背面接触，对样品1的背面施加载荷，此时可测量出样品1背面的受力情况。然后，下施压机构13沿框架14的高度方向向下运动，在下施压机构13的带动下，机械载荷模拟件12远离样品1的背面，此时，释放样品1背面所承受的载荷。
需要说明的是，本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置，不仅可对样品的正面或背面持续施加载荷，进行静态机械载荷试验，同时还可以对样品的正面和背面交替施加载荷，进行动态机械载荷试验，本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置实用性强，且操作方便。
本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置，通过设置施压机构和机械载荷模拟件，通过施压机构对机械载荷模拟件施压，使机械载荷模拟件与样品的正面或背面接触，进而测量出样品正面或背面所承受的载荷压力，能够很好地模拟光伏组件承受的自然环境物质的载荷，更好地满足光伏组件的试验要求。同时，本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置无需翻转样品，就可对样品的正面及背面交替施加压力，大幅缩减了样品安装、翻转的时间，提高了试验效率。
参照图1，在本发明的一个实施例中，第一驱动机构11位于框架14上，用于驱动施压机构13升降以带动机械载荷模拟件12进行升降。具体地，第一驱动机构11可以为气泵，也可以为驱动电机，可选地，在本发明的一个实施例中，第一驱动机构11为气泵。
在本发明的一个实施例中，机械载荷模拟件12为可充放气的气囊。
具体地，机械载荷模拟件12是指在机械载荷试验中能够替代光伏组件在真实使用环境中，模拟出自然环境物质(飓风、积雪、覆冰等)对光伏组件施加的机械载荷的部件。机械载荷模拟件12可为多种形态的模拟件，如气态、液态或者固态。可选地，在本发明的一个实施例中，机械载荷模拟件12为气态机械载荷模拟件，进一步地为可充放气的气囊，气囊的内袋为PA尼龙膜，外袋为牛皮纸PP复合材料。当施压机构13对样品1施加载荷时，气囊可以与不同尺寸的样品1的正面或者背面充分接触，使得样品1的正面或背面的任一位置都能够均匀持续地受力，能够更好地满足光伏组件的试验要求。
在本发明的一个实施例中，光伏组件机械载荷试验装置还包括向机械载荷模拟件12中填充气体的填充机构。
具体地，该填充机构包括空气压缩机、储气罐以及输气管道。其中，储气罐与空气压缩机连接，用于储存空气压缩机产生的气体，输气管道与储气罐连接，输气管道的出口端与机械载荷模拟件12连通，以将储气罐中的气体输送至机械载荷模拟件12中。需要说明的是，当填充机构向机械载荷模拟件12中填充的气体的气压达到预设压力时，填充机构停止工作，此时，施压机构13带动机械载荷模拟件12开始升降，以对样品1施加载荷，进行试验。
参照图3，本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验装置还包括位于框架14上的主机15，用于向第一驱动机构11和填充机构发出动作指令。
具体地，当主机15向第一驱动机构11发出升降或停止指令时，第一驱动结构11驱动施压机构13开始升降或停止。当主机15向填充机构发出开启指令时，填充机构开始向机械载荷模拟件12中填充气体，当气体的气压达到预设值时，主机15发出停止指令，填充机构停止工作。
进一步地，主机15还用于对机械载荷模拟件12对样品1的正面和背面施加的载荷进行计数。
图2为本发明实施例提供的一种光伏组件机械载荷试验系统。如图2所示，本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验系统包括：光伏组件机械载荷试验装置以及向光伏组件机械载荷试验装置传送样品1的样品承载装置。
具体地，如图2所示，样品承载装置用于承载样品1，其与光伏组件机械载荷试验装置平行设置，二者之间可连接在一起，也可彼此靠近而不连接。进一步地，样品承载装置上设置有第二驱动机构21，样品1放置在第二驱动机构21上，第二驱动机构21可将样品1传送至光伏组件机械载荷试验装置的样品容纳区域中，以进行载荷试验。
参照图2，在本发明的一个实施例中，样品承载装置包括：固定架22、位于固定架22上的第二驱动机构21以及位于框架14和固定架22上的锁止机构23。
具体地，第二驱动机构21位于固定架22上，第二驱动机构21用于将放置在其上的样品1传送至光伏组件机械载荷试验装置的样品容纳区域中。需要说明的是，本发明中的第二驱动机构21可为多种机构，如传送履带。可选地，在本发明的一个实施例中，第二驱动机构21为可移动件，可从固定架22上移动至光伏组件机械载荷试验装置的样品容纳区域中，进而将样品1传送至光伏组件机械载荷试验装置的样品容纳区域中。
锁止机构23的一端位于光伏组件机械载荷试验装置的框架14上，另一端位于固定架22上，用于将光伏组件机械载荷试验装置和样品承载装置锁止在固定位置，以利于样品1的传送。
本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验系统，能够自动地将样品1从样品承载装置上传送至光伏组件机械载荷试验装置的样品容纳区域中，避免了样品的安装，提高了试验系统的便捷性。
除此之外，本发明实施例还提供了一种光伏组件机械载荷试验方法，具体包括：
首先，将样品1放置在位于样品承载装置上的第二驱动机构21上，将样品承载装置通过锁止机构23锁定在光伏组件机械载荷试验装置上，驱动第二驱动机构21，将其随同放置在其上的样品1移动至光伏组件机械载荷试验装置的样品容纳区域中。
接着，主机15发出填充启动指令，填充机构开始向机械载荷模拟件12中填充气体，当气体的气压达到预设值后，主机15发出填充停止指令，填充机构停止工作。
随后，主机15向第一驱动机构11发出升降指令，第一驱动结构11开始工作，驱动施压机构13开始降落或升起，以使机械载荷模拟件12与样品1的正面或背面接触，并对样品1进行施压。
具体地，第一驱动机构11驱动上施压机构13向下移动，带动机械载荷模拟件12向下移动，与样品1的正面接触，并对样品1的正面施加载荷，然后，第一驱动机构11驱动上施压机构13向上移动，带动机械载荷模拟件12向上移动，远离样品1的正面，释放样品1正面上的载荷。
同理，第一驱动机构11驱动下施压机构13向上移动，带动机械载荷模拟件12向上移动，与样品1的背面接触，并对样品1的背面施加载荷，然后，第一驱动机构11驱动下施压机构13向下移动，带动机械载荷模拟件12向下移动，远离样品1的背面，释放样品1的背面上的载荷。
本发明实施例提供的光伏组件机械载荷试验方法，可持续对样品1的正面或背面施加载荷，实现静态机械载荷的试验，同时也可对样品1的正面和背面交替施加载荷，实现动态机械载荷的试验，能够更好地满足光伏组件的试验要求，试验过程省时又省力。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光伏组件机械载荷试验装置，其特征在于，包括：框架、安装在所述框架上并沿所述框架的高度方向对称设置的施压机构以及安装在所述施压机构上的且彼此相对的机械载荷模拟件，
其中，所述施压机构可沿所述框架升降以使所述机械载荷模拟件彼此靠近或远离，所述机械载荷模拟件之间形成样品容纳区域。
2.根据权利要求1所述的光伏组件机械载荷试验装置，其特征在于，还包括位于所述框架上的第一驱动机构，所述第一驱动机构构造成驱动所述施压机构升降以带动所述机械载荷模拟件进行升降。
3.根据权利要求2所述的光伏组件机械载荷试验装置，其特征在于，所述机械载荷模拟件为可充放气的气囊。
4.根据权利要求3所述的光伏组件机械载荷试验装置，其特征在于，还包括用于向所述机械载荷模拟件中填充气体的填充机构。
5.根据权利要求4所述的光伏组件机械载荷试验装置，其特征在于，所述填充机构包括：
空气压缩机；
储气罐，所述储气罐与所述空气压缩机连接以储存所述空气压缩机产生的气体；以及
输气管道，所述输气管道与所述储气罐连接，并且所述输气管道的出口端与所述机械载荷模拟件连通，以将气体由所述储气罐输送至所述机械载荷模拟件中。
6.根据权利要求4所述的光伏组件机械载荷试验装置，其特征在于，还包括主机，所述主机用于向所述第一驱动机构和所述填充机构发出动作指令。
7.一种光伏组件机械载荷试验系统，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的光伏组件机械载荷试验装置、以及向所述光伏组件机械载荷试验装置传送样品的样品承载装置。
8.根据权利要求7所述的光伏组件机械载荷试验系统，其特征在于，所述样品承载装置与所述光伏组件机械载荷试验装置平行设置且可拆卸地邻接，所述样品承载装置上设置有第二驱动机构，所述第二驱动机构构造成将所述样品承载装置上的样品传送至所述样品容纳区域。
9.根据权利要求8所述的光伏组件机械载荷试验系统，其特征在于，所述样品承载装置包括固定架、位于所述固定架上的所述第二驱动机构、以及位于所述框架和所述固定架上的锁止机构。
10.一种利用权利要求7-9中任一项所述的光伏组件机械载荷试验系统进行机械载荷试验的方法，其特征在于，包括：
将样品放置在位于所述样品承载装置上的第二驱动机构上；
将所述样品承载装置锁定在所述光伏组件机械载荷试验装置上；
驱动所述第二驱动机构，将所述样品传送至所述光伏组件机械载荷试验装置的所述样品容纳区域；
通过填充机构向机械载荷模拟件中填充空气；
驱动所述施压机构降落或升起，以使所述机械载荷模拟件与所述样品的正面或背面接触从而对所述样品施压；
驱动所述施压机构带动所述机械载荷模拟件远离所述样品的正面或背面，以卸载对所述样品的压力。
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