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哪些因素会影响光伏玻璃抗冲击性能?

发布时间:2018-03-10 浏览量:2257 来源:玻璃杂志
光伏玻璃作为光伏组件的重要组成部分,通过乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)和电池片及背板连接,起到对电池片的保护作用。随着光伏行业的发展和竞争加剧,对组件的要求越来越高,在关注光伏玻璃透光率的同时,抗冲击性能测试也被越来越多的组件厂家重视。
 
光伏玻璃

 
冲击性能测试的追溯及标准现状
 
冲击测试破坏原理,根据ANSYS软件的模拟分析,在冲击过程的开始阶段,冲击点中心主要发生剪切破坏,随着冲击的进行,由压缩波反射形成的拉伸波,使着弹点附近的失效区域不断扩大,导致破坏向周围延伸。当破坏的力量足够,就发生了整体的破碎。当试样较大时,如果在冲击时冲击点周围没有适当的支撑,如果在冲击瞬间中心点变形越大,发生剪切的概率越高,就更加容易被破坏。
 
h高度自由落体,重力势能是动能的1/2,从而可以获得冲击前的末速度。
 
用物理学中动量的计算公式:
 
P=mv(1)
 
式中:P—动量;
 
m—质量;
 
v—末速度。
 
在国际电工委员会(IEC)针对光伏组件颁布的《IEC6121—2005地面用晶体硅光伏组件(PV):设计鉴定和定型》,第10.17条款“冰雹试验”通过规定重量和速度的冰雹来模拟自然条件下的冲击,表1测试条件中:测试条件直径为12.5mm,质量为0.94g,以16m/s的试验速度冲击组件表面,该种测试条件下根据公式(1)计算,动量为0.015kg?m/s;测试条件直径为75mm,质量为203g的冰球,以39.5m/s的试验速度冲击组件表面,该种测试条件下根据公式(1)计算,动量为8.019kg?m/s,范围较大。
 
然而限于光伏玻璃生产企业的条件,显然不便于使用“冰雹”来进行快捷、方便的测量,使用一定质量的钢球来替代冰雹对光伏玻璃进行冲击性能测试,不啻为一种更为便捷、有效、可行的替代性测试方法。冲击性能作为一种破坏性测试,无法做到百分之百的检验,通常采取抽检,其测试方法标准的发展经历一定过程。
 
注:1.在《GB15763.2—2005建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃》,此标准是针对浮法玻璃,实验要求中并未指明冲击面;
 
2.《GB/T30984.1—2015太阳能用玻璃第1部分:超白压花玻璃》在国家标准中将抗冲击性能测试规定为“型式检验项目”,不要求作为出厂检验的项目。
 
在欧洲标准《EN12150-1:2015建筑玻璃-热钢化钠钙安全玻璃-第1部分:定义和描述》没有对抗冲击性能的测试要求。大部分国外的光伏企业对玻璃的冲击性能没有要求,国内客户落球质量既有选择1040g也有选择227g。国内外对钢化玻璃表面应力要求存在差异,国外(EN12150)的标准中对于表面应力的要求为≥69MPa,而在国标(GB/T15763.2)的表面应力≥90MPa。
 
目前对冲击性能测试要求莫衷一是,主要争议点为:
 
(1)落球质量,选用227g或是1040g;
 
(2)试样尺寸,选用全尺寸,或是制样610mm×610mm;
 
(3)判断规则,选用以6片为1组,或是仅抽取1片作为整批代表。
 
根据公式(1),两种不同质量钢球从1000mm高度下落的动量分别为:
 
P1040g=4.604kg?m/s
 
P227g=1.005kg?m/s
 
如果要达到冲量≥1kg?m/s,在《IEC6121-2005地面用晶体硅光伏组件(PV):设计鉴定和定型》中查到应满足冰球直径45mm质量为43.9g,以30.7m/s的冲击速度冲击。在复杂的自然状况下,影响冰雹冲击相关因素有很多,不论落球质量是227g还是1040g都是作为模拟冰雹测试,无法替代自然界复杂的状况,具有一定的局限性。

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