43-光伏组件用边框的优化设计
光伏组件塑料边框设计要求
太阳能组件边框性能要求引用IEC61215地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型IEC61730光伏（PV ）组件安全鉴定IEC61071光伏组件盐雾腐蚀试验太阳能边框要通过以下实验：1.紫外预处理试验1.1目的在组件进行热循环/湿冻试验前进行紫外(UV)辐照预处理以确定相关材料及粘连连接的紫外衰减。
1.2装置a)在经受紫外辐照时能控制组件温度的设备，组件的温度范围必须在60℃±5℃。
b)测量记录组件温度的装置，准确度为±2℃。
温度传感器应安装在靠近组件中部的前或后表面，如果同时试验的组件多于一个，只需监测一个代表组件的温度。
c)能测试照射到组件试验平面上紫外辐照度的仪器，波长范围为280nm 到320nm 和320nm 到385nm ，准确度为±15%。
d)紫外辐射光源，在组件试验平面上其辐照度均匀性为±15%，无可探测的小于280nm 波长的辐射，能产生根据10.10.3规定的关注光谱范围内需要的辐照度。
1.3程序a)使用校准的辐射仪测量组件试验平面上的辐照度，确保波长在280nm 到385nm 的辐照度不超过250W ·m-2（约等于5倍自然光水平），且在整个测量平面上的辐照度均匀性到达±15%。
b)安装开路的组件到在步骤a)选择位置的测量平面上，与紫外光线相垂直。
保证组件的温度范围为60℃±5℃。
c)使组件经受波长在280nm 到385nm 范围的紫外辐射为15kWh ·m-2,其中波长为280nm 到320nm 的紫外辐射至少为5kWh ·m-2，在试验过程中维持组件的温度在前面规定的范围。
1.4最后测试重复IEC 61215中10.1、10.2和10.3的试验。
1.5要求应满足下列要求：—无第8章中规定的严重外观缺陷；—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
43-光伏组件用边框的优化设计
通过对组件进行受力分析，我们发现在承载时， 由于边框与层压件之间存在间隙，所以边框除了 要承受垂直方向的力，还要承受侧向的外推分力 （图 2-1）。如果边框在侧向的机械强度不足，不
图 2-2
采用双面胶带和硅胶为边框粘接剂，制作组件样 品并测试其边框在纵向和横向的变形量（图 3）。
图 9 改善后双面胶带边框变形量与载荷的关系图
5 结束语
我们通过对层压件脱离边框导致组件失效的原因 分析，我们发现现有边框设计中的弱点，并进行 了改善。通过一系列的实验证明，这些改善是有 效的。同时，更有意义的一点是，通过对边框的 改善，我们降低了对层压件与边框粘接强度的要 求，为双面胶带在组件中广泛应用提供了有力保 障。
时可能出现失效。
将边框调整为如图八所示结构。
图4
4 设计改善
4.1 硅胶用边框的改善
由于硅胶与边框的粘接强度较大，我们认为在现有结构的 基础上略作调整即可实现优化。优化后边框截面见图 5。 进行优化设计后，我们保持了边框纵向的承载能力，大幅 改善了边框横向的机械强度。通过按图 6 进行的机械载荷 测试，我们发现改善后边框在载荷为 5400Pa 时的横向变 形量减小到了 3mm(见图 7)。与改善前对比，改善了接近 50%。
摘要：分析了载荷测试中出现的层压件脱离边框导致组件失效的原因，并提出了一种改善和解决方案。
关键词：光伏组件；边框；优化设计
1 前言
组件载荷测试是对组件机械性能评估的一种常见 而有效的方法。在 IEC61215 标准 1 中规定了组件 应可承受 2400Pa 的风载，部分产品可承受 5400Pa 的雪载。在测试过程中，发现由于边框设计不合 理，材料选择失误，装配不良等原因，导致了许 多层压件脱离边框而引起失效的情况。本文仅就 边框设计入手，分析了失效原因，并尝试给出了 一种应对方案。
光伏铝边框技术规范
目测，手指触 摸
——
1 m 距离观察不明显
目测
不可擦除
1 m 距离观察不明显
目测
——
1 m 距离观察不明显
目测
宽度＜0.3mm，长度＜5.0mm
任意长度为 100mm 的边框表 钢 直 尺 （ 卷
面，不超过 10 个
尺 ）、 带 刻 度
宽度＜0.3mm，5.0mm≤长度＜10.0mm 单根缺陷数≤2 个
4 定义
4.1 基材：表面未经处理的铝合金建筑型材。 4.2 装饰面：型材经加工、制作并安装在建筑物上后，处于开启和关闭状态时，仍可看得见的表面；
本规范按图 1 规定，边框外侧表面为装饰面（虚线部分，包括 A、B、C 面），其余为非装饰面 （内侧面及卡槽部分）。
A
B
C
图1 4.3 外接圆：能够将型材横截面完全包围的最小的圆。如图 2 所示。
铝型材的扭拧度应符合 GB5237.1 相关项目中超高精级的要求，见表 5： 表 5 允许的扭拧度
精度等级
公称宽度（W） mm
下列长度（L 米）上的扭拧度/mm
＞1m～
＞4m～ ＞5m～
≤1m
＞2m～3m ＞3m～4m
2m5mBiblioteka 7m不大于≤25.00
1.00
1.50
1.50
2.00
2.00
2.00
超高精级 ＞25.00～50.00
铝型材的弯曲度应符合 GB5237.1 相关项目中超高精级的要求，见表 4：
表 4 允许的弯曲度
单位为毫米
外接圆直径
≤38 ＞38
最小壁厚
≤2.4 ＞2.4
-
弯曲度，不大于 超高精级
任意 300mm 长度上 hs 0.3 0.3 0.3
光伏组件用金属边框设计研究
光伏组件用金属边框设计研究摘要： 2021年3月，据客户反馈，他们采购的A公司光伏组件产品，安装后，出现大面积铝边框失效案例，导致项目进度延期，并网延期等一系列问题。
针对此问题，客户将A公司组件样品送往权威第三方检测实验室进行静态机械载荷试验，检测结果表明，在静态5400Pa压力下，组件正面受载荷时出现金属边框变形，导致层压件从边框内脱落，导致测试失败。
鉴于此，随着组件尺寸越做越大前提下，金属边框的设计余量再次受到重视和重新审视，又因客户将从我司采购相同规格组件产品，且验货要求较高，因此针对大尺寸组件用金属边框在设计之初和三维建模有限元分析软件相结合的设计方法越发受到重视。
关键词：光伏组件金属边框三维建模有限元分析1研究背景与内容2021年初，我司客户反馈其采购的其他厂家的组件出现大面积金属边框失效，导致功率严重衰减甚至组件报废，客户希望从我司采购的同规格组件质量可靠稳定，并且制作样品后需要送到第三方检测机构进行静态5400Pa机械载荷测试，测试通过后，方能采购我司产品。
本文重点研究电池片规格为166及以上的大尺寸组件用金属边框，目前随着电池片尺寸越来越大，组件功率不断攀升的同时，组件尺寸也是随之加大，因此大尺寸组件的边框设计需要突破常规设计方法，本文主要研究讨论三维建模分析软件在金属边框设计中的应用。
2研究内容与结果2.1影响金属边框机械强度的几个因素光伏组件金属边框为铝合金挤压拉伸成型，因此边框的横截面结构成为主要研究对象，影响边框强度的主要因素为：①型材截面（型腔宽度和支撑面宽度）；②各面壁厚；④优化安装范围，寻求最优解。
2.2确定研究方法针对上面影响机械强度的因素，采取控制变量的研究方法，即保持其他几项因素不变，只研究某一因素的改变而引起边框的载荷强度变化，使用Autodesk Inventor Professional三维建模分析软件，对边框截面进行建模，初始条件各壁厚均设定上限值2.0mm，通过参数化建模，结合控制变量方法，逐一改变各个影响因素的值，最终体现为组件最大形变量和安全系数，将模拟结果进行统计分析，找到各个因素之间的关系。
屋面光伏安装优化改造新型简易护栏设计及施工工法
屋面光伏安装优化改造新型简易护栏设计及施工工法发布时间：2022-10-09T05:14:48.278Z 来源：《中国电业与能源》2022年11期作者：周庆马丽芳[导读] 物流园自有屋面有很大的利用价值，可以安装光伏组件，发的电量除了满足日常生产所需之外，周庆马丽芳中国电建集团贵州工程有限公司贵州省贵阳市 5500251.前言物流园自有屋面有很大的利用价值，可以安装光伏组件，发的电量除了满足日常生产所需之外，多余的电量可以上网送电，实现自发自用、余电上网模式。
我国绝大部分物流园屋顶为彩钢瓦材料且无女儿墙，在屋顶施工中安全隐患常常制约施工进度；彩钢瓦芯材多用聚苯乙烯、聚氨酯泡沫等易燃材料制造，发生火灾后温度一旦超过600℃，外层铁皮就会被烧软，而内层是泡沫等易燃材料，易蔓延火情且燃烧产物毒性大，极易造成重大财产损失和人员伤亡，因此彩钢瓦屋面不能动火作业，更是加剧了光伏组件的安装难度；其次在安装组件过程中安全带、安全绳的使用常常会导致工人师傅施工效率低，对组件产生一定的破坏。
对此本工法对彩钢瓦屋顶光伏项目施工方案进行优化设计，采用新工法新工艺，为公司创造出经济效益，不断的提高项目施工效率节约工期。
通过自制的一款彩钢瓦屋顶专用护栏，进行物流园彩钢瓦屋面安装，优于传统动火焊接工艺，在国内屋顶分布式光伏安装领域中具有新颖性和先进性。
使用该护栏后，相比传统施工方法，安全性提高了许多，组件等设备也提升了工艺质量，同时，节约了大量施工成本，减少了组件等设备的损坏，提高了组装效率及安全性，特别在工期要求较紧的光伏施工项目中突现作用。
2.工法特点2.1 利用彩钢瓦屋顶瓦楞作为作业支架固定的基础，设计出匹配屋顶瓦楞夹具，夹具可作为护栏连接的基础。
2.2 根据设计值在地面切割、焊接好支架结构，运至屋面采用螺栓安装，整套工艺在屋面不使用动火作业，使施工对厂房瓦面影响很小。
2.3 采用该新型护栏支架，可以用简单的工装即可完成护栏支架的安装工序。
光伏项目优化建议书
光伏项目优化建议书为了更好地发挥光伏项目的效益，提高能源利用率，降低成本，我们针对目前光伏项目存在的一些问题，提出以下优化建议：1. 选址优化在选择光伏项目的地理位置时，应充分考虑日照条件、地形地貌、气候环境等因素，选择最佳的光照条件和土地资源。
同时，要避免人口密集区、环境敏感区等地段，以减少潜在的环境风险。
2. 光伏组件优化在选择光伏组件时，应考虑其转换效率、耐候性、维护成本等因素。
同时，可以考虑采用双面发光组件、PERC电池等新型技术，以提高光伏系统的发电效率。
3. 布局优化合理的光伏组件布局可以最大程度地利用土地资源，提高发电效率。
在布局时，应考虑组件间的阴影遮挡、地形起伏等因素，采用合理的布局方式，如东西向布局、南北向布局等，以提高光伏系统的整体发电效率。
4. 智能运维采用智能化的光伏运维系统，实现远程监控、故障诊断、预防性维护等功能，可以提高光伏系统的运行稳定性和可靠性，降低运维成本。
5. 储能系统考虑引入储能系统，如锂电池、钠硫电池等，以提高光伏系统的发电利用率，解决间歇性发电的问题，实现能源的平稳输出。
6. 电网接入优化在光伏项目建设初期，就应考虑电网接入的问题，合理规划电网接入方案，降低电网改造成本，确保光伏项目的顺利接入电网。
7. 政策优化密切关注国家政策法规的变化，合理规避风险，争取政策支持，如税收优惠、补贴政策等，以降低光伏项目的投资风险。
8. 社会影响评估在项目规划阶段，应进行充分的社会影响评估，了解当地居民的意见和诉求，做好舆情引导工作，提高光伏项目的社会接受度。
9. 创新技术应用积极引入创新技术，如人工智能、大数据分析等，优化光伏项目的管理和运营，提高系统的智能化水平。
总之，光伏项目的优化建议需要从选址、组件、布局、运维、储能、电网接入、政策、社会影响和技术创新等多个方面进行综合考虑，以提高光伏项目的发电效率、降低成本，实现可持续发展。
希望相关部门和企业能够认真对待这些建议，为光伏项目的发展提供有力支持。
太阳能光伏组件阵列配置优化及可视化设计
太阳能光伏组件阵列配置优化及可视化设计下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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光伏组件边框及光伏组件整体框架[实用新型专利]
![光伏组件边框及光伏组件整体框架[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b5fa209ddc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b09d.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921437199.9(22)申请日 2019.08.30(73)专利权人 英利能源（中国）有限公司地址 071051 河北省保定市朝阳北大街3399号(72)发明人 苗蕾 王帆 郑炯 (74)专利代理机构 石家庄国为知识产权事务所13120代理人 祁静(51)Int.Cl.H02S 30/10(2014.01)H02S 20/00(2014.01)(54)实用新型名称光伏组件边框及光伏组件整体框架(57)摘要本实用新型提供了一种光伏组件边框及设有该光伏组件边框的光伏组件整体框架，涉及光伏组件用辅助构件技术领域，包括顶板、支撑板和支撑框架，支撑板的上端与顶板相连，支撑板的下端设有若干个间隔设置的开口；支撑框架设置于支撑板的两端，支撑框架上设有用于与顶板相连的连接板，支撑框架、连接板以及顶板形成用于容纳光伏组件的空间。
本实用新型提供的光伏组件边框，通过将光伏组件卡入顶板和支撑框架之间的间隙，形成对光伏组件的有效安装，利用支撑板下端的开口保证了安装好边框的光伏组件的背部空气的流通，缩短了光伏组件与边框之间密封材料的凝固时间，该结构还降低了光伏组件边框的材料用量，进而降低了边框的成本。
权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 210839455 U 2020.06.23C N 210839455U1.光伏组件边框，其特征在于，包括：顶板，底面用于与光伏组件的顶面接触配合；支撑板，上边缘与所述顶板相连，所述支撑板的下端设有若干个间隔设置的开口；两个支撑框架，分别设置于所述支撑板的两端，所述支撑框架上设有用于与所述顶板相连的连接板，所述支撑框架、所述连接板以及所述顶板形成用于容纳所述光伏组件的空间。
2.如权利要求1所述的光伏组件边框，其特征在于，所述支撑板的下端与所述支撑框架的底面齐平。
3.如权利要求1所述的光伏组件边框，其特征在于，所述支撑板的下端为规则排布的连续凹凸结构。
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图 9 改善后双面胶带边框变形量与载荷的关系图
5 结束语
我们通过对层压件脱离边框导致组件失效的原因 分析，我们发现现有边框设计中的弱点，并进行 了改善。通过一系列的实验证明，这些改善是有 效的。同时，更有意义的一点是，通过对边框的 改善，我们降低了对层压件与边框粘接强度的要 求，为双面胶带在组件中广泛应用提供了有力保 障。
参考文献：
1.《Crystalline silicon terrestrial photovoltaic(PV) modules-Design qualification and type approval》 IEC61215-2005
2 失效现象
在组件载荷测试过程，我们发现了众多失效是由 于层压件从边框中脱离引起的（图 1）。
能承受此外推分力的话，边框将产生大量变形， 从而导致组件失效。用有限元模拟方法，我们可 以得到同样的结论。（图 2-2）
纵向变形 图 2-1
横向变形
图 1 层压件从边框脱离失效图片
从失效现象中，我们看到了以下现象： 1. 失效主要发生在长边框中部， 2. 层压件与边框中分离， 3. 层压件破碎， 4. 边框断裂或严重变形。 针对以上现象，通常会认为是由于层压件与边框 之间的粘接力不够引起的。诚然，这确实是一个 重要因素。这也是为什么硅胶成为光伏边框粘接 剂的主要原因之一。另一方面，边框侧向强度不 够，稳定性不足也是一个重要原因。
图3 从测试结果可见，随着载荷增加，除了纵向变形量不断变 大之外，横向变形量也在不断变大。当载荷达到 5400Pa 时，横向变形量分别可以达到 5.5mm 和 7mm 之多。由于硅 胶的粘接强度明显好于双面胶带，所以使用硅胶的边框的 横向变形量略好于使用双面胶带的边框。从边框截面图 （图 4）可见，边框卡接层压件的槽深为 9mm。一旦边框 的横向变形量达到 5mm 以上，组件就将处于危险状态，随
第 12 届中国光伏大会暨国际光伏展览会论文（A. 晶体硅材料及电池）
光伏组件用边框的优化设计
王栋，曹圣龙，蒋玉齐，焦喜立 （无锡尚德太阳能电力有限公司 214000）
摘要：分析了载荷测试中出现的层压件脱离边框导致组件失效的原因，并提出了一种改善和解决方案。
关键词：光伏组件；边框；优化设计
1 前言
组件载荷测试是对组件机械性能评估的一种常见 而有效的方法。在 IEC61215 标准 1 中规定了组件 应可承受 2400Pa 的风载，部分产品可承受 5400Pa 的雪载。在测试过程中，发现由于边框设计不合 理，材料选择失误，装配不良等原因，导致了许 多层压件脱离边框而引起失效的情况。本文仅就 边框设计入手，分析了失效原因，并尝试给出了 一种应对方案。
3 承载时边框的力学分析
通过对组件进行受力分析，我们发现在承载时， 由于边框与层压件之间存在间隙，所以边框除了 要承受垂直方向的力，还要承受侧向的外推分力 （图 2-1）。如果边框在侧向的机械强度不足，不
图 2-2
采用双面胶带和硅胶为边框粘接剂，制作组件样 品并测试其边框在纵向和横向的变形量（图 3）。
图8 进行优化设计后，边框在 5400Pa 载荷下的横向变形量也 仅有不到 2mm（见图 9）。与之前相比，改善了接近 70%。 而且，更重要的是几家供应商的双面胶带都通过了机械载 荷测试，为双面胶带的应用提供了有利的保障。
7
6
5
胶带A
4
胶带B
3
胶带C
硅胶+老边框 2
1
0 0 833 1667 2500 3333 4167 5015 5429 6000
时可能出现失效。
将边框调整为如图八所示结构。
图4
4 设计改善
4.1 硅胶用边框的改善
由于硅胶与边框的粘接强度较大，我们认为在现有结构的 基础上略作调整即可实现优化。优化后边框截面见图 5。 进行优化设计后，我们保持了边框纵向的承载能力，大幅 改善了边框横向的机械强度。通过按图 6 进行的机械载荷 测试，我们发现改善后边框在载荷为 5400Pa 时的横向变 形量减小到了 3mm(见图 7)。与改善前对比，改善了接近 50%。
图5
图 6 改善后的机械载荷测试
3.5
3
3
2.5
2.5
2
2
1.5
1.5
1
பைடு நூலகம்
1
0.5
0.5
0
0
849 1697 2546 3394 4243 5091 5400
横向变化/mm
图 7 改善后的横向尺寸变化
4.2 双面胶带用边框的优化
由于双面胶带与边框的粘接强度较低，所以对边框的横向
机械强度要求更高。综合材料成本控制等因素，我们最终