作為光伏發(fā)電最為重要的設(shè)備，光伏面板及組件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。光伏面板在實(shí)際使用過程中，不同的地區(qū)所受的太陽(yáng)照射強(qiáng)度不一、常年的季風(fēng)風(fēng)向和角度不一，導(dǎo)致光伏面板及組件需要在應(yīng)對(duì)不同地區(qū)的工作條件時(shí)確保可靠性和穩(wěn)定性。Ansys 流固耦合方案可以完美地滿足該產(chǎn)品研發(fā)的仿真需求。

客戶簡(jiǎn)介

通威太陽(yáng)能是中國(guó) 500 強(qiáng)企業(yè)通威集團(tuán)有限公司旗下品牌，深度切入太陽(yáng)能發(fā)電核心產(chǎn)品的研發(fā)、制造和推廣。目前電池年產(chǎn)能超過 90GW，連續(xù) 7 年成為全球產(chǎn)能規(guī)模和出貨量最大，盈利能力最強(qiáng)的太陽(yáng)能電池企業(yè)。產(chǎn)業(yè)包括高純晶硅、太陽(yáng)能電池、高效組件和漁光一體等。組件形成了五大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有更低的工作溫度、優(yōu)越的載荷能力、更高的轉(zhuǎn)換效率、優(yōu)異的弱光性能、卓越的抗 PID 能力。目前借助 Ansys 繼續(xù)擴(kuò)大組件的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保證市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。

挑戰(zhàn)和需求

通威太陽(yáng)能在光伏組件產(chǎn)品開發(fā)過程中，光伏面板在不同地區(qū)收到的太陽(yáng)輻射不同，導(dǎo)致了面板溫度的不確定。

由于光伏項(xiàng)目通常在光照較好的空曠地區(qū)，所以面板組件通常受到較強(qiáng)的風(fēng)力影響，這對(duì)組件支撐結(jié)構(gòu)的受力變形提出了較高要求。

通過仿真模擬手段對(duì)不同材料、不同組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，獲得滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度要求的產(chǎn)品方案。

解決方案

通威太陽(yáng)能組件部門通過 Ansys Fluent 對(duì)光伏面板及組件進(jìn)行流場(chǎng)模擬，得到某地區(qū)光照和風(fēng)力條件下的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)分布，獲得了面板組件的溫度分布、風(fēng)壓載荷。

在 Ansys Workbench 仿真平臺(tái)中，通過 Ansys Mechanical 與 Fluent 耦合，分析了在光照、風(fēng)載、自重等多重影響下的光伏組件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，得到了不同方案對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形等。

通過模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，減少實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)中的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，加速開發(fā)周期，節(jié)約開發(fā)成本。

相關(guān)Ansys軟件

·Ansys Mechanical

·Ansys Fluent

·HPC

最終成果

利用 Ansys 結(jié)構(gòu)流體仿真軟件，我們?cè)诮M件產(chǎn)品開發(fā)中對(duì)新產(chǎn)品的不同材料和不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案的評(píng)估和虛擬測(cè)試，篩選出最優(yōu)方案。通過模擬與實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，確定了我們內(nèi)部的仿真流程和標(biāo)準(zhǔn)，在新產(chǎn)品開發(fā)中利用模擬替代實(shí)驗(yàn)，節(jié)約了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)成本數(shù)十萬(wàn)，縮短 20%的產(chǎn)品研發(fā)周期。