شبیه سازی و بررسی عملکرد مکانیکی پنل خورشیدی با ساختار کامپوزیتی تحت بارگذاری های مکانیکی

این مطالعه به بررسی رفتار ترمومکانیکی ساختارهای ساندویچی سبک می پردازد. در مطالعه آنها استحکام مکانیکی تحت بارهای خمشی و کششی ساختارهای ساندویچی فوق سبک فتوولتائیک و تاثیر فرآیند ساخت متشکل از ماژولهای فتوولتائیک هسته آلومینیومی و پوسته کامپوزیتی با ساندویچ بر نرخ شکست بررسی شد. تحلیلهای استاتیکی و مودال بر روی کامپوزیت تقویت شده با فیبر کربن در سقف یک استفاده از تحلیل المان محدود می پردازد. تمرکز این پژوهش بر تحلیل اثرات شرایط مرزی، شرایط بارگذاری پوسته کامپوزیتی و ساختار هسته بر صافی سطح و تغییر شکل در راستای محور درون صفحه ای ساختارهای ساندویچی فتوولتائیک با ابعاد هندسی مشخص است. ساختار ساندویچی تحت شرایط بارگذاری ترکیبی حرارتی ۵۰۰ وات بر مترمربع و استاتیکی ۵.۴ کیلونیوتن بر مترمربع قرار گرفت. نتایج نشان داد که ساختار با سلولهای سیلیکون تک کریستالی تحت بارگذاری حرارتی حداکثر جابجایی ۰.۲۱۰ میلیمتر را نشان می دهد که این مقدار تحت بارگذاری ترکیبی حرارتی استاتیکی به ۰.۱۲۶ میلیمتر کاهش می یابد. در گام بعدی مقایسه میان سلول خورشیدی پروسکایت با سلول خورشیدی سیلیکونی در هندسه مشابه انجام شده است. سلول خورشیدی پروسکایت با شرایط مشابه به دلیل مقاومت حرارتی پایین تر تغییر شکل بیشتری را از خود نشان می دهد. از طریق نقلیه خورشیدی را با استفاده از روش المان محدود انجام دادند. چندین مفهوم طراحی مقایسه و ارزیابی شدند از نظر فرکانسهای طبیعی، تغییر شکل ها، سفتی پیچشی، سفتی خمشی و سطوح تبادل حرارت. فیلیپ نیول و همکاران یک پژوهش مروری از شبیه سازیهای ترمو-مکانیکی المان محدود بر روی ماژولهای فتوولتائیک تجاری ارائه دادند. این مطالعه بر روی رویکردهای شبیه سازی و بینش های به دست آمده در مورد عملکرد و حالات شکست ماژولهای فتوولتائیک متمرکز بوده است. رانفو وانگ و همکاران شبیه سازیهای المان محدود را برای تحلیل پایداری حرارتی و مقاومت در برابر فشار باد مدولهای خورشیدی پروسکایت انجام دادند. نتایج آنها نشان داد که یک سیستم خنک کننده باعث کاهش تخریب حرارتی می شود و زاویه های شیب پایین تر پنل ها آسیب ناشی از باد را به افزایش قیدهای شرایط مرزی کاهش بیشتر حداکثر جابجایی از ۱.۲۷۴ حداقل می رسانند. چینگ دای و همکاران بارگذاری های مکانیکی و میلی متر به ۰.۲۳۴ میلیمتر مشاهده شد. این مطالعه اهمیت انتخاب شرایط مرزی و مواد در به حداقل رساندن تغییر شکل سطح را نشان می دهد که برای حفظ بازده فتوولتائیک در کاربردهای صنعتی که در آنها وزن سبک حیاتی است را مورد بررسی قرار می دهد.

کلیدواژه ها:

سازه فتوولتائیک کامپوزیتی ، شبیه سازی المان محدود ، تحلیل ترمومکانیکی