CN113612443A - 光伏组件静态机械载荷测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏组件静态机械载荷测试装置，加载装置包括固定框架，固定框架通过升降机构连接载荷升降平台，载荷升降平台通过连接件吊设载荷组件；固定装置设于载荷组件的下方，用于固定光伏组件；控制装置包括控制器，控制器控制载荷升降平台的升降以对光伏组件进行加载；监测装置包括电流连续性监控装置和形变量监控装置，电流连续性监控装置用于监测光伏组件的电流通断状况，形变量监控装置用于监测光伏组件的形变量。本发明利用载荷自身重力以升降的方式对光伏组件进行加载测试，具有很好的均匀性和稳定性，而且载荷变化更加线性平稳，对载荷频繁交替可以灵活调整，提高了测试效率和准确定，降低了人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及光伏载荷测试技术领域，尤其涉及一种光伏组件静态机械载荷测试装置。
背景技术
光伏组件是将一定数量的单片电池采用串、并联的方式密封形成的太阳电池组件，光伏组件是由高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成，具有使用寿命长，机械抗压外力强等特点。而在光伏组件出厂时，需要对其强度进行机械载荷测试。
光伏组件经机械载荷测试，其目的是测试组件承受风、雪、静压和冰载的最小载荷能力。目前大部分实验室使用两种静态机械载荷设备，一种为沙袋型载荷，一种为气缸型载荷。沙袋型载荷的压力均匀性和设备稳定性较好，但对于载荷单元频繁交替的载荷实验，会造成大量的人工和时间成本且人工搬运沙袋造成载荷施加的不均匀，影响载荷测试结果。气缸型载荷对于载荷单元频繁交替的静载实验可以灵活调整，但载荷单元压力均匀性和设备稳定性较差。因此，基于沙袋型载荷和气缸型载荷的不足，需要对光伏组件的机械载荷测试装置进行进一步地探索。
发明内容
本发明提供一种光伏组件静态机械载荷测试装置，用以解决现有技术中传统载荷测试装置载荷频繁交替灵活性和载荷压力均匀性、稳定性难以同时满足的缺陷，实现对光伏组件更加灵活精准、均匀稳定的载荷测试。
本发明提供一种光伏组件静态机械载荷测试装置，包括：
加载装置，包括固定框架，所述固定框架通过升降机构连接载荷升降平台，所述载荷升降平台通过连接件吊设载荷组件；
固定装置，设于所述载荷组件的下方，用于固定光伏组件；
控制装置，包括控制器，所述控制器与所述升降机构电连接，所述控制器控制所述载荷升降平台的升降以对所述光伏组件进行加载；
监测装置，包括电流连续性监控装置和形变量监控装置，所述电流连续性监控装置用于监测所述光伏组件的电流通断状况，所述形变量监控装置用于监测所述光伏组件的形变量。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述载荷组件包括多个竖直方向上依次排列的载荷单元，所述载荷单元可以自定义施加载荷压力，相邻的所述载荷单元之间通过所述连接件吊设。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述升降机构包括驱动组件以及连接所述固定框架和所述载荷升降平台的丝杆升降机，所述驱动组件能够驱动所述丝杆升降机沿竖直方向移动以带动所述载荷升降平台升降。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述驱动组件包括电机、靠背轮和转向器，所述电机驱动连接靠背轮，所述靠背轮连接转向器，所述转向器连接所述丝杆升降机。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述连接件为导链，所述载荷升降平台上设有吊装梁，所述导链上端固定于所述吊装梁上，所述导链下端悬挂所述载荷组件。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述固定装置包括底座和设于所述底座上的升降台，所述升降台上设有与所述升降台转动连接的翻转平台，所述翻转平台用于固定所述光伏组件。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述升降台为框架结构，所述升降台的边框中部设有对称布置的转轴，所述翻转平台通过所述转轴与所述升降台转动连接。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述升降台上设有定位销，所述定位销与所述翻转平台上的定位孔相配合以对所述翻转平台进行固定。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述升降台通过设于所述底座上的气缸进行升降活动，所述气缸与所述控制器电连接。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述翻转平台内部设有两个平行布置的移动横梁，所述光伏组件可拆卸的连接在两个所述移动横梁之间。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述移动横梁上设有夹具，所述光伏组件与所述移动横梁通过所述夹具固定连接。
根据本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，所述翻转平台呈矩形状，所述翻转平台的内壁上设有成对布置的滑槽，两个所述移动横梁通过所述滑槽相对移动设置。
本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置，通过设置可升降载荷平台的加载装置，在升降的载荷平台上吊装载荷，利用载荷自身重力以升降的方式对固定装置上的光伏组件进行加载测试，使加载力具有很好的均匀性和稳定性，而且通过载荷下降施压使加载力的变化更加线性，具有很好的平稳性，对载荷频繁交替的静载实验可以灵活调整，保证光伏组件载荷测试的准确性，防止光伏组件因载荷变化控制不当而破坏，降低了人工成本，提高了测试效率；同时，控制装置和检测装置的运用提高了装置的智能化，通过电流连续性监控装置和形变量监控装置能够有效检测出光伏组件在测试过程中的数据变化，实现对光伏组件抗压强度的精准有效测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，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是本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置的结构示意图；
图2是本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置的侧视图；
图3是本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置的固定装置结构示意图；
图4是本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置的外观图；
图5是本发明提供的光伏组件静态机械载荷测试装置的控制柜结构示意图；
附图标记：
1：加载装置； 11：固定框架； 12：丝杆升降机；
13：载荷升降平台； 131：吊装梁； 14：驱动组件；
141：转向器； 142：电机； 143：靠背轮；
15：导链； 16：载荷组件； 161：载荷单元；
17：防护装置； 2：固定装置； 21：底座；
22：升降台； 23：翻转平台； 231：转轴；
232：定位销； 233：滑槽； 24：移动横梁；
3：控制柜； 31：急停按钮； 32：控制器；
33：电流连续性监控 34：升降调速器； 35：形变量监控装置。
装置；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
如图1-图5所示，本发明实施例提供一种光伏组件静态机械载荷测试装置，该装置主要包括加载装置1、固定装置2和控制柜3，加载装置1用于控制载荷施加测试力，固定装置2用于安装固定光伏组件。控制柜3包括控制装置和监测装置，控制装置用于控制加载装置1和固定装置2的测试运行，监测装置用于监测光伏组件载荷测试过程中的参数变化，采集试验数据。
加载装置1外形呈叠加的框架结构，主要由固定框架11和载荷升降平台13组成。固定框架11的上端设有升降机构，固定框架11通过升降机构连接载荷升降平台13，使载荷升降平台13在固定框架11上端可以上下移动。
具体的，升降机构包括丝杆升降机12和驱动组件14，由于固定框架11和载荷升降平台13设计呈矩形框架形状，本实施例中，丝杆升降机12设置有四个，分别布置在固定框架11和载荷升降平台13对应的四个拐角，以保证载荷升降平台13升降的平稳性。驱动组件14包括转向器141、电机142和靠背轮143，其中，电机142设置在固定框架11的一侧，电机142通过靠背轮143及传动轴连接两个转向器141，每个转向器141通过传动机构传动连接对应的两个丝杆升降机12。这样，通过电机142的驱动带动四个丝杆升降机12同步转动，从而带动载荷升降平台13的上下移动。
加载装置1还包括对光伏组件施压加载压力的载荷组件16，载荷组件16优选采用沙袋。本实施例中，载荷组件16是通过连接件吊设在载荷升降平台13上的。具体的，载荷升降平台13上设有多个吊装梁131，载荷组件16通过多个连接件悬挂在吊装梁131上。载荷组件16的下端悬空，通过载荷升降平台13的升降带动载荷组件16同步升降。
本实施例中的，固定装置2设置在载荷组件16的下方，及固定装置2设置在固定框架11的底部下方，光伏组件固定于固定装置2上，使载荷组件16的下降能够压在光伏组件上，通过载荷组件16的重力对光伏组件进行加载测试。同时，由于载荷组件16是悬挂设置的，利用载荷组件16升降的不同程度可以对光伏组件施加不同程度的压力。
上述的载荷组件16可以是一个整体，作为进一步地改进，载荷组件16可以是多个竖直方向上依次排列的载荷单元161组成的，相邻的载荷单元161之间通过连接件吊设。本实施例中，载荷单元161具有各自预设的重量值，各个载荷单元161的重量叠加对光伏组件进行测试，所以载荷单元161的重量也是根据光伏组件的加载需求而设定的。
如图2中所示，多个载荷单元161上下依次通过连接件相连，即下方的载荷单元161悬挂在上方的载荷单元161下。这样的好处是，可以更好的通过升降载荷组件16来对光伏组件施加不同程度的压力，更方便对加载力度的控制，通过单独的载荷单元161依次对光伏组件施加压力，可以达到对压力的精准控制。
由上所述，本实施例中的载荷升降平台13承受着整个载荷组件16的重力，所以对载荷升降平台13的支撑稳定性要有一定要求，而且，本发明实施例的关键还在于能够控制载荷组件16精准的升降活动，为了保证载荷组件16对光伏组件的压力达到准确的调节，载荷组件16的升降程度的控制也是要严格要求的。
基于此，本发明实施例中优选的采用丝杆升降机12来控制载荷升降平台13的升降，丝杆升降机12通过螺纹套筒的驱动带动竖直的丝杆转动，实现丝杆在竖直方向上的移动，从而带动载荷升降平台13以及载荷组件16同步升降。这样控制精准，而且稳定可靠。
本实施例中的连接件采用柔性的抗拉条形结构，优选的采用导链15，当然也可以是抗拉绳等可吊装的物件。
本发明实施例还对固定装置2做出了改进。如图3所示，固定装置2包括底座21和设于底座21上的升降台22，升降台22如四棱框状，在其四个立柱上均设有气缸221，底座21通过气缸221连接升降台22，通过控制气缸221的升降实现升降台22高度的调节，以便于将光伏组件调整到适当的作业高度。
升降台22上设有用于固定光伏组件的翻转平台23，翻转平台23呈矩形状，其对立的两边框中部设有同轴布置的转轴231，所述转轴231通过轴承固定在升降台22上，使得翻转平台23可以在升降台22上转动。本实施例中，翻转平台23可绕转轴231做360度的旋转，使光伏组件的两面都可以翻转呈水平状态，保证光伏组件的两面都可以接触到载荷组件16从而得到加载测试。
进一步地，在升降台22边框上设有定位销232，翻转平台23对应于定位销232的位置处设置定位孔，当翻转平台23翻转呈水平位置时，定位销232可以插入到定位孔中，对翻转平台23进行固定，保证翻转平台23以及光伏组件处于水平静置状态。
本实施例中，翻转平台23是通过设置在其内部的两个移动横梁24来安装光伏组件的。具体的，翻转平台23内部设有两个平行布置的移动横梁24，移动横梁24上设有螺栓孔，光伏组件与移动横梁24通过螺栓结构可拆卸的连接。
或者是，移动横梁24上设有夹具，光伏组件通过夹具固定安装在来两个移动横梁24上。
进一步地，由于翻转平台23呈矩形状，在翻转平台23内壁上设成对布置的滑槽233，两个移动横梁24的端部分别处于滑槽233内，使得两个移动横梁24可以在翻转平台23内部沿其滑槽233移动。由于两个移动横梁24可以相对移动，其之间的距离可以大小调整，因此可以适用于不同规格尺寸的光伏组件，提高了固定装置2的实用性，也使得光伏组件的安装拆卸更为便捷。
再进一步地，为了更方便的安装拆卸光伏组件，在加载装置1和固定装置2的底部设有轨道25，轨道由载荷组件16的底部延伸到加载装置1外部，固定装置2的底座21的底部设有滑轮，使整个固定装置2可以在轨道25上移动。这样，在安装拆卸光伏组件时，固定装置2移动到加载装置1的外部，不受空间限制，便于操作；在试验进行时，固定装置2移动到加载装置1的内部位于载荷组件16证下端，承受加载测试。优选的，在固定装置2下端还设置有两个地刹，同于将固定装置2固定。
本实施例中，加载装置1的外围设有防护装置17，如图4所示防护装置17优选的采用安全防护网，将整个试验空间包裹，防止光伏组件碎片飞溅造成伤害，保证试验的安全性。
控制柜3为控制终端，其包含了控制装置和监测装置，控制装置主要为控制器32。本实施例中的控制器32与升降机构电连接，具体的，在控制柜3的表面设有升降调速器34，升降调速器34与升降机构电连接，通过数字化的控制载荷升降平台13的升降达到载荷组件16的升降来对光伏组件进行加载，保证对加载压力的准确控制。
控制器32同样与气缸221电连接，通过控制柜3表面对应的控制面板智能控制固定装置2的高低程度，将光伏组件调整到适当的作业高度。控制柜3表面还设有急停按钮31，同于在紧急情况下暂停升降机构的作业，保证测试的安全性。
本实施例中的监测装置包括电流连续性监控装置33和形变量监控装置35，电流连续性监控装置33与测试中的光伏组件电连接，试验过程中，光伏组件在受加载破坏古城中，其正常作业的电流信息被电流连续性监控装置33持续监控，可以有效的检测出光伏组件的破坏程度与其电流通断状况的特性，从而测试出光伏组件的抗压强度。
形变量监控装置35包括处理器和采集单元，处理器设置在控制柜3的内部，可以通过控制柜3智能控制。采集单元可以是位移传感器或者是图像采集设备等，采集单元设置在加载装置1或者是固定装置2的附近，主要针对于光伏组件设置，在试验过程中，采集单元持续收集光伏组件在载荷组件16的压力下的形变量，并将数据传递储存在处理器中。本实施例中通过电流连续性监控装置33和形变量监控装置35的组合应用，能够准确高效的采集到光伏组件载荷测试的实时数据，提高了光伏组件静态机械载荷测试的有效性。
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 (12)
1.一种光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，包括：
加载装置，包括固定框架，所述固定框架通过升降机构连接载荷升降平台，所述载荷升降平台通过连接件吊设载荷组件；
固定装置，设于所述载荷组件的下方，用于固定光伏组件；
控制装置，包括控制器，所述控制器与所述升降机构电连接，所述控制器控制所述载荷升降平台的升降以对所述光伏组件进行加载；
监测装置，包括电流连续性监控装置和形变量监控装置，所述电流连续性监控装置用于监测所述光伏组件的电流通断状况，所述形变量监控装置用于监测所述光伏组件的形变量。
2.根据权利要求1所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述载荷组件包括多个竖直方向上依次排列的载荷单元，所述载荷单元可以自定义施加载荷压力，相邻的所述载荷单元之间通过所述连接件吊设。
3.根据权利要求1所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述升降机构包括驱动组件以及连接所述固定框架和所述载荷升降平台的丝杆升降机，所述驱动组件能够驱动所述丝杆升降机沿竖直方向移动以带动所述载荷升降平台升降。
4.根据权利要求3所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机、靠背轮和转向器，所述电机驱动连接所述靠背轮，所述靠背轮连接所述转向器，所述转向器连接所述丝杆升降机。
5.根据权利要求1所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述连接件为导链，所述载荷升降平台上设有吊装梁，所述导链上端固定于所述吊装梁上，所述导链下端悬挂所述载荷组件。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述固定装置包括底座和设于所述底座上的升降台，所述升降台上设有与所述升降台转动连接的翻转平台，所述翻转平台用于固定所述光伏组件。
7.根据权利要求6所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述升降台为框架结构，所述升降台的边框中部设有对称布置的转轴，所述翻转平台通过所述转轴与所述升降台转动连接。
8.根据权利要求7所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述升降台上设有定位销，所述定位销与所述翻转平台上的定位孔相配合以对所述翻转平台进行固定。
9.根据权利要求6所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述升降台通过设于所述底座上的气缸进行升降活动，所述气缸与所述控制器电连接。
10.根据权利要求6所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述翻转平台内部设有两个平行布置的移动横梁，所述光伏组件可拆卸的连接在两个所述移动横梁之间。
11.根据权利要求10所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述移动横梁上设有夹具，所述光伏组件与所述移动横梁通过所述夹具固定连接。
12.根据权利要求10所述的光伏组件静态机械载荷测试装置，其特征在于，所述翻转平台呈矩形状，所述翻转平台的内壁上设有成对布置的滑槽，两个所述移动横梁通过所述滑槽相对移动设置。
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