本文關(guān)鍵詞： 光伏玻璃 超薄玻璃 自爆 界面強(qiáng)度 太陽(yáng)得熱　出處：《中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：實(shí)際工程應(yīng)用中光伏玻璃出現(xiàn)的自爆、脫膠分層等失效問(wèn)題影響了光伏組件的安全性和使用壽命,再加之光伏組件薄型化、輕量化的發(fā)展趨勢(shì)和光伏建筑一體化(BIPV)的節(jié)能要求,急需建立光伏玻璃的結(jié)構(gòu)安全與節(jié)能性能評(píng)價(jià)技術(shù),為光伏玻璃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)、安全評(píng)價(jià)和服役檢測(cè)提供有效技術(shù)手段。本論文針對(duì)光伏玻璃的結(jié)構(gòu)安全和節(jié)能性能評(píng)價(jià)需求,開(kāi)展了典型光伏玻璃關(guān)鍵力學(xué)性能和傳熱性能理論研究,開(kāi)發(fā)了多種評(píng)價(jià)技術(shù)和測(cè)試設(shè)備,建立了一系列光伏玻璃關(guān)鍵力學(xué)性能和熱性能評(píng)價(jià)與表征新方法。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論為:(1)建立了鋼化玻璃內(nèi)應(yīng)力的函數(shù)表達(dá)式,推導(dǎo)出拉、壓應(yīng)力層的厚度關(guān)系和最大拉應(yīng)力與表面應(yīng)力的關(guān)系。建立了鋼化玻璃自爆準(zhǔn)則,得出鋼化玻璃的自爆是由于雜質(zhì)顆粒與玻璃之間的界面產(chǎn)生壓力或微裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致的局部應(yīng)力集中引起的,鋼化應(yīng)力越大越容易自爆,玻璃自爆概率與雜質(zhì)顆粒半徑尺寸的三次方成比例,且雜質(zhì)距玻璃中性層越近越容易自爆,溫度變化(或玻璃受熱不均勻)越大越容易自爆,并通過(guò)應(yīng)變能理論建立了碎片數(shù)量與表面應(yīng)力之間的函數(shù)關(guān)系�；诠鈴椩�,研發(fā)了鋼化玻璃自爆缺陷測(cè)試裝置,并對(duì)不同玻璃缺陷進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和工程應(yīng)用,可對(duì)光伏鋼化玻璃自爆風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行快速檢測(cè)和識(shí)別。(2)基于“均強(qiáng)度準(zhǔn)則”理論,研究了玻璃彎曲強(qiáng)度的應(yīng)力梯度效應(yīng),從理論上解釋了薄型玻璃彎曲強(qiáng)度的厚度效應(yīng),提出了一種通過(guò)小撓度低應(yīng)力梯度彎曲模型下超薄玻璃彎曲強(qiáng)度測(cè)試新方法——“等效涂層法”,可有效降低超薄玻璃試樣中的應(yīng)力梯度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,實(shí)現(xiàn)超薄玻璃彎曲強(qiáng)度的準(zhǔn)確測(cè)試。并利用懸臂梁瞬態(tài)激振法研究了長(zhǎng)厚比(LTR)對(duì)于超薄玻璃彈性模量測(cè)試結(jié)果的影響,得到當(dāng)試樣長(zhǎng)厚比不小于10時(shí),測(cè)試結(jié)果不受其影響。(3)針對(duì)光伏夾層玻璃界面粘接強(qiáng)度的測(cè)試難題,提出了一種測(cè)試光伏夾層玻璃界面強(qiáng)度的新方法——“雙十字交叉法”,解決了傳統(tǒng)方法難以測(cè)試脆性材料界面粘結(jié)強(qiáng)度的難題,并對(duì)采用EVA和PVB膠片的光伏夾層玻璃界面拉伸粘接強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度進(jìn)行了濕熱老化和自然暴曬老化實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明EVA受濕熱老化和大氣環(huán)境的作用相比于PVB更為敏感,隨著老化周期的增加,其性能衰減要明顯快于PVB膠片。(4)發(fā)展了3種求解含不確定參數(shù)結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)響應(yīng)的改進(jìn)數(shù)值計(jì)算方法在光伏夾層玻璃傳熱問(wèn)題中的應(yīng)用:高階參數(shù)攝動(dòng)法、子區(qū)間法和區(qū)間配點(diǎn)法。高階攝動(dòng)理論通過(guò)保留紐曼級(jí)數(shù)的部分高階項(xiàng),可有效提高區(qū)間矩陣的計(jì)算精度,進(jìn)一步提高區(qū)間溫度場(chǎng)的預(yù)測(cè)精度;子區(qū)間參數(shù)攝動(dòng)法是通過(guò)將“大區(qū)間”分解為多個(gè)“小區(qū)間”,從而將區(qū)間攝動(dòng)分析方法擴(kuò)展到求解不確定度較大的傳熱問(wèn)題中。區(qū)間配點(diǎn)分析方法從整個(gè)區(qū)域出發(fā)利用高階多項(xiàng)式對(duì)響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行逼近,得到最終溫度響應(yīng)的上下界,計(jì)算精更高。建立了區(qū)間可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)模型并提出了高效的優(yōu)化算法。這為光伏夾層玻璃結(jié)構(gòu)溫度分布區(qū)間預(yù)測(cè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種數(shù)值計(jì)算手段。(5)通過(guò)對(duì)光伏夾層玻璃的傳熱機(jī)理的分析研究,建立了典型光伏玻璃組件的太陽(yáng)得熱模型,推導(dǎo)了典型光伏夾層玻璃的傳熱公式,提出了一種可表征光伏玻璃太陽(yáng)得熱與發(fā)電效率平衡關(guān)系的指標(biāo),即光伏玻璃的“熱電比”�；诜�(wěn)態(tài)傳熱的原理,研發(fā)了光伏玻璃太陽(yáng)得熱測(cè)試系統(tǒng),可對(duì)透過(guò)光伏玻璃的太陽(yáng)輻射得熱進(jìn)行計(jì)量以評(píng)價(jià)其綜合節(jié)能性能,并對(duì)三種典型光伏玻璃的太陽(yáng)得熱性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,得到光伏玻璃太陽(yáng)得熱受安裝角度、組件類(lèi)型、太陽(yáng)能電池面積等因素的影響。其中,對(duì)于同類(lèi)型光伏玻璃組件,其太陽(yáng)得熱受太陽(yáng)能電池面積比的影響較大,增加太陽(yáng)能電池面積可有效降低透過(guò)的太陽(yáng)得熱。
[Abstract]:In this paper , a new method _ " equivalent coating method " is developed for the structural safety and energy - saving performance of photovoltaic glass . ( 4 ) The application of the improved numerical method for solving the problem of heat transfer of photovoltaic laminated glass is developed by means of three kinds of improved numerical methods for solving the problem of heat transfer of photovoltaic laminated glass : high order parameter perturbation method , subinterval method and interval collocation method .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ171.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1487332