光伏光熱一體機(jī)聚光單元的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、光伏光熱一體機(jī)采用聚光跟蹤技術(shù)，把數(shù)倍太陽(yáng)光匯聚到光伏電池上，提高了單位面積光伏電池的發(fā)電量；采用層壓工藝，將光伏電池與熱交換器層壓成一體，確保光伏電池的工作溫度低于60℃，保證光伏電池得到較高光電轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，又獲取無(wú)法轉(zhuǎn)化為電能的光熱，從而實(shí)現(xiàn)光伏和光熱的綜合利用。聚光單元作為光伏光熱一體機(jī)的主要部件，影響著光伏光熱一體機(jī)的工作性能，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證其工作性能和使用壽命，都有著重要的工程意義。
　　根

2、據(jù)課題的需要，主要對(duì)以下幾個(gè)方面展開(kāi)了研究：
　　1）光伏光熱一體機(jī)聚光單元有限元模型的建立與靜強(qiáng)度分析。運(yùn)用Hypermesh和ANSYS Workbench進(jìn)行聯(lián)合仿真，建立聚光單元的有限元模型，并進(jìn)行靜態(tài)分析。在垂直光伏組件方向8級(jí)大風(fēng)等效均布載荷作用下，對(duì)聚光單元進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度分析。
　　2）在垂直光伏組件方向8級(jí)大風(fēng)等效均布載荷作用下，對(duì)聚光單元的關(guān)鍵部位進(jìn)行應(yīng)變電測(cè)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)靜強(qiáng)度分析的結(jié)果，選取聚光單元上的關(guān)

3、鍵點(diǎn)，進(jìn)行應(yīng)變電測(cè)實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)比靜強(qiáng)度分析的結(jié)果，校核有限元分析模型，從而得到可靠的有限元模型；最后考慮重力作用，運(yùn)用該有限元模型，分別在垂直光伏組件方向的等效8級(jí)風(fēng)載和等效12級(jí)風(fēng)載作用下，對(duì)聚光單元的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了分析。
　　3）聚光單元的動(dòng)態(tài)分析。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，在ADAMS中建立聚光單元虛擬樣機(jī)模型，對(duì)聚光單元在水平方向等效8級(jí)風(fēng)載作用下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，算出聚光單元運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大受力位置，然后對(duì)其進(jìn)行動(dòng)強(qiáng)度和剛度分析

4、。
　　4）光伏光熱一體機(jī)聚光單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用ANSYS Workbench中的Design Xplorer模塊，對(duì)一體機(jī)聚光單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化聚光單元中鏡架懸臂梁、鏡架支撐鋼管和鏡架連接塊的尺寸，在保證聚光單元強(qiáng)度和剛度的前提下，減少聚光單元的耗材，減輕了聚光單元的重量，降低了成本。
　　通過(guò)以上研究，對(duì)現(xiàn)有光伏光熱一體機(jī)聚光單元的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了有限元分析，在保證聚光單元工作性能的前提下，對(duì)聚光單元