热-结构耦合作用下硅太阳电池热应力分析

以硅太阳能电池为研究对象,利用ANSYS建立三维电池模型,对其温度和结构进行了耦合仿真,模拟分析了未加装铝翅片和加装铝翅片的两种硅太阳能电池的温度和热应力分布。编制Matlab程序,采用迭代法对光热参数进行迭代求解,得到了转换为热量的太阳辐射值作为初始条件。研究结果表明,加装铝翅片的硅太阳能电池取得了较好的散热效果,能降低热应力,提高太阳能电池板的使用寿命。     

热循环中太阳电池胶接结构中热错配应力的温度分布和调整

分析了太阳电池中石英玻璃盖片／硅橡胶粘结剂／硅晶片胶接试样在热循环（143－403K）下热错配应力的温度分布，发现其只与初始应力状态有关，与循环次数无关，建立了热错温应力调整的概念，分别经113K和77K低温处理后，胶接试样的热错配应力－温度曲线下移，下移幅度与冷处理最低温度有关，与冷处理次数无关，与未处理相比，冷处理胶接试样经热循环后,粘结强度提高。     

高心墙堆石坝应力应变分析

采用多种本构模型分别对300 m级高心墙堆石坝进行三维有限元计算,分析了本构模型、心墙和坝壳的弹性模量对坝体应力变形及拱效应的影响.结果表明,坝体变形及拱效应规律相近且符合一般规律,具有较高的参考价值.     

关于混凝土实测应变和应力状态几个问题的探讨

讨论了混凝土实测总应变与温度之间、应力应变与应力之间的相互关系,强调了在温度变化的情形下实测总应变因结构型式及约束条件的不同可能呈现出不同的变化形态,认为混凝土应变和应力的关系与线性弹性材料特性有可能截然不同,不能进行简单类比。     

改进的邓肯-张模型在大坝应力应变分析中的应用

针对邓肯-张模型在土石坝有限元计算中不能反映中主应力对土体强度和变形的影响,分别采用邓肯-张E-B原始模型及其改进模型对双江口大坝进行三维有限元静力计算,研究了考虑中主应力影响的改进邓肯-张E-B模型对双江口大坝有限元静力计算结果的影响.对比结果显示,由改进模型计算得到的坝体沉降减小,水平位移增大,表明考虑了中主应力的改进邓肯-张E-B模型使土体模量及泊松比增大,可更好地反映土体的应力-应变特性.     

硅纳米线阵列太阳电池的性能分析

采用金属催化腐蚀法分别在(100)和(111)硅片表面制备出大面积垂直排列和倾斜排列的单晶硅纳米线阵列,垂直阵列在300～1000nm波段的平均反射率约为2.5%,倾斜阵列在该波段的平均反射率约为5%。基于垂直阵列和倾斜阵列制作的硅纳米线阵列太阳电池的最高转换效率分别为9.31%和11.37%。倾斜阵列电池的串联电阻比垂直阵列电池有所减小,使电池填充因子增大,性能有所提升。载流子复合是硅纳米线阵列太阳电池中电学损失的主导,使电池性能明显低于常规单晶硅电池。     

自然状态和饱和水状态混凝土峰值应力、峰值应变及弹性模量的对比分析

为了研究湿态混凝土的力学性能,对不同应变速率(10-5、5×10-5、10-4s-1)、不同围压(0、4、8 MPa)下自然湿度和水饱和混凝土做了常三轴压缩试验,并对比分析了两种湿度混凝土在三轴试验下的峰值应力、峰值应变及弹性模量的变化情况。结果表明,在相同围压、相同应变速率下,水饱和混凝土峰值应力较自然湿度混凝土小,弹性模量较自然湿度混凝土大,两种湿度混凝土峰值应变变化无明显规律。围压对湿态混凝土抗压性能影响大于应变速率对湿态混凝土抗压性能的影响。     

溪洛渡拱坝应力应变计算及施工期应力统计模型

针对溪洛渡拱坝埋设的差阻式应变计组的组合特点,推导了应变计组不同埋设方式的单轴应变计算公式,采用变形法将单轴应变转换为单轴应力,并计算出主应力,由此建立应力统计模型,时效分量采用3个指数函数累加来表示。实例应用结果表明,该统计模型拟合精度较高,可用于解决溪洛渡拱坝应力应变资料的预处理问题。     

全库盘防渗复合土工膜应力应变分析

为了解全库盘防渗复合土工膜的应力应变特性,结合新疆某山前倾斜平原全库盘防渗复合土工膜堆石坝,采用三维非线性有限元进行应力应变分析,并对库盘防渗复合土工膜进行了安全评价。由结果获得了竣工期和满蓄期水库防渗体系的应力应变分布规律和极值,可为工程设计提供依据,并提供行之有效的安全评价方法。     

n型TOPCon-PERT双面太阳电池发电特性分析

随着将隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)技术应用在n型钝化发射极背表面全扩散(PERT)太阳电池上,电池效率得到了进一步提升,n型TOPCon-PERT太阳电池因具有少子寿命高、无光致衰减及功率温度系数小等优点,已成为当前太阳电池技术研究的热点之一。通过对比叠加TOPCon技术前、后n型PERT双面太阳电池的量子效率,并根据p型PERC双面光伏组件、n型PERT双面光伏组件及n型TOPCon-PERT双面光伏组件的户外发电特性及衰减率等实测数据,验证了n型TOPCon-PERT双面太阳电池的发电量增益。     

水为工质的面板式PV/T系统冬季实验研究

研究一种以水为工质的面板式PV/T(photovoltaic/thermal)系统在冬季的性能。搭建PV/T实验和测试系统,测试户外条件下系统冬季运行时的各项参数,对实验数据进行处理、分析,获得光伏电池的电效率和系统的热效率。结果表明:面板式PV/T系统运行时电池板温度较低,电池转换效率较高;工质通过循环加热可上升30℃左右,综合效率接近普通PV板的两倍。     

基于复合材料薄壁结构的转子叶片非线性气弹时域响应分析

阐述了基于复合材料薄壁梁结构的风力机转子叶片非线性气弹响应分析方法。结构是基于不同刚度系数的挥舞和扭转组成的弯-扭耦合模型,而非线性气动力的计算采用非线性ONERA模型。在Galerkin法基础上,利用片条理论分解了非线性气动力的积分项,构建了结构和气动力相结合的非线性微分方程组,给出了分析非线性气弹响应的方法,并基于小范围近似法进行了线性化,研究了线性化后的时域响应,给出了基于线性化后的时域响应进行稳定性分析的方法。     

光伏组件在非标准测试条件下的能量分布

该研究基于非标准测试条件,结合五参数电学模型、热阻模型和损失模型,提出一种评估光伏组件能量分布的耦合模型.通过模拟数据和实验数据的对比,验证该模型在模拟光伏组件发电量和太阳电池温度方面的准确性,并研究非标准测试条件下光伏组件的运行状态和能量分布情况.结果表明,在某个晴天下,对于一个实际运行的光伏组件,21.9％的入射太...     

抛物面聚光太阳能PV/T系统的热电性能分析

建立了带有散热翅片的聚光太阳能PV/T热电联产系统内部传热过程的一维稳态数学模型,对传热过程进行了数值模拟,分析了空气质量流速、入射光强度、聚光比、环境温度、上部通道高度及翅片参数对系统的空气温度、电池板温度及系统热、电效率的影响.结果表明:随着入射光强、聚光比的增加,空气出口温度和电池板温度都会增加,系统热电总效率增加;通过增空气流量可以有效降低电池温度,提高电池的光电转换效率和系统的总能量利用效率;吸热板背面的翅片可以强化通道内空气的传热过程,降低电池板的温度,系统效率可增加约2%;在相同的光照条件下,人口空气温度越低,上部通道越窄,系统热效率越高.研究结果为聚光太阳能PV/T热电联产系统的设计和运行提供了理论依据.     

动力电池支撑架结构设计及散热性能分析

可再生能源的发展势必带动动力电池的发展,在促进退役动力电池循环利用方面也将取得较大成效,在动力电池发展过程中,其安全性是值得广泛关注的重点问题,为提高动力锂电池组放电时散热效率,设计电池组支撑架,采用计算机仿真的方法研究不同支撑架结构、不同工质、不同流速下18650型锂电池构成的动力电池组的热性能。通过对空气和水2种工质流体、工质流速大小、工质入口位置等参数进行组合仿真分析,结果表明,随着工质流速的增加,电池组及支撑架表面的最高温度逐渐降低,当工质流速大于10 m/s时趋于稳定;适当的工质流入口的位置可增强降温效果,在低流速状态下,空气和水分别作为冷却工质时,纵向包裹型电池支撑架比横向包裹型电池支撑架电池组中表面温度分别降低了2.64%和1.86%;在高流速状态下,空气和水分别作为冷却工质时,纵向包裹型电池支撑架比横向包裹型电池支撑架电池组中表面温度分别降低了3.15%和1.83%。动力电池支撑架结构设计可为后续电池热控制提供理论参考。     

极限环境载荷诱导风力机结构振动影响分析

风力机桩基、塔架及连接部件构成的支撑结构属顶部承担较大质量的力学结构,地震对其造成的影响远大于常规建筑.针对上述问题,基于NREL开发计算平台,联合TurbSim、AeroDyn、FAST及Seismic,对变风载荷、变地震载荷(波形、强度)下的风力机动力学响应进行研究.发现:地震横波对风力机结构响应造成剧烈影响,纵波...     

聚光型热光伏系统结构优化分析

利用净辐射方法建立了聚光型TPV系统的光谱辐射换热模型,讨论了聚光挡板对数的影响。结果表明,对该文讨论的系统结构,在电池面积小于一定值时,采用挡板的系统中可转换净辐射密度均明显大于无挡板的情况,且电池面积越小,净辐射密度越大;随可转换净辐射功率(与电池输出功率成正比)的减小,对应于最小电池面积和最大光谱效率的系统逐渐由开始的二对挡板转变成四对挡板的系统。     

有、无玻璃盖板工况对PV/T系统性能的影响

同时参考热力学第二定律和第一定律,以(炯)效率和能量效率作为判据,在一些结构参数和环境参数变化的条件下,对有、无玻璃盖板工况下PV/T系统的综合性能进行了对比分析,并尝试对玻璃盖板在PV/T系统中的应用给出一些建议.     

墙体-屋面组合式蓄热通风墙热工优化及其室内热环境分析

传统玻璃幕墙房间昼夜温差大、供暖能耗高,该文提出一种墙体-屋面组合式蓄热通风墙.建立该结构的传热数学模型,对屋面倾斜角度、通风孔尺寸、风机风速等影响因素进行优化分析,对比墙体-屋面组合式蓄热通风墙与传统玻璃幕墙房间的室内热环境及热负荷.结果表明:综合考虑总供热量和对流换热量,通风孔尺寸为250 mm×250 mm最佳;...     

竖直U型埋管地热换热器热短路现象的影响参数分析

通过引入换热器出口最高流体温度的概念,对地源热泵竖直U型埋管地热换热器的热短路现象进行了量化,基于竖直U型埋管周围的瞬时有限元模型,对影响热短路现象的主要参数(支管间距和回填料导热系数)进行了模拟分析,得出了量化结果。结果表明,增大支管间距可降低换热器出口最高流体温度,减小由热短路现象引起的热损失;回填料的导热系数对热短路现象的影响较大,当回填料导热系数小于周围土壤的导热系数时,增大回填料导热系数对减小热短路损失有较大作用,而当回填料导热系数大于土壤导热系数时则作用不大,推荐使用导热系数与周围土壤导热系数接近的回填材料。