Dinaminėmis apkrovomis veikiamų kristalinio silicio modulių tyrimai

Abstract

Eksploatuojami saulės moduliai yra veikiami įvairių aplinkos veiksnių, tokių kaip vėjas, sniegas ir kruša. Ypač pastarasis veiksnys – kruša – padaro didelę žalą saulės moduliams, nes krintantys krušos ledukai gali įskelti kristalinio silicio plokšteles (saulės elementus). Pažeistos, įskeltos saulės modulio silicio plokštelės gali nutraukti elektros kontaktą tarp plokščių ir taip sumažinti saulės modulio generuojamą elektros galią. Saulės modulių atsparumas mechaniniam poveikiui prailgina jų naudojimo laiką ir užtikrina stabilesnį elektros energijos tiekimą. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: atliekami krušos poveikio saulės moduliams tyrimai, naudojant naują krušos imitavimo stendą, taip pat atliekama konstrukcijos jautrumo analizė. Pirmasis uždavinys suformuluotas atlikus literatūros apžvalgą. Nustatyta, kad atliekant krušos poveikio tyrimus naudojama tik viena technologija, kurioje imamas suslėgtasis oras ir ledo rutuliukai. Antrasis siejamas su pirmojo uždavinio spendimu. Remiantis gautais tyrimo duomenimis, sumodeliuota krušos poveikio imitacija, kuria remiantis nustatyta, kokią įtaką skirtingi modulio sluoksnių storiai gali daryti saulės elementams po krušos rutuliuko kontakto. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai ir bendrosios išvados. Įvadiniame skyriuje nagrinėjamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis darbo naujumas, pristatomi autoriaus pranešimai ir publikacijos, sudaryta disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame apžvelgta saulės modulių struktūra, pagrindiniai pažeidimai ir krušos poveikio saulės moduliams atlikti tyrimai. Aptariama krušos poveikio saulės moduliams įtaka, suformuluojami disertacijos darbo tikslas ir uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašyti teoriniai saulės modulių modalinės analizės ir krušos poveikio saulės moduliams tyrimai. Nustatytos ir aptartos saulės modulių virpesių formos bei jų dažniai. Aprašytas skaitmeninis dvimatis krušos poveikio saulės moduliams imitavimas, kurio metu apskai-čiuojami įtempiai, atsiradę saulės modulių konstrukcijose po ledo rutuliuko smūgio. Trečiajame skyriuje aprašyti eksperimentiniai saulės modulių modalinės analizės, krušos poveikio saulės moduliams tyrimai ir saulės modulių konstrukcijų jautrumo analizės. Aprašytos tyrimų metodikos, tyrimų įranga ir pateikti tyrimų duomenys. Nustatyta ir aptarta krušos poveikio įtaka nelankstiems ir lankstiems saulės moduliams. Palyginti saulių modulių teorinių ir eksperimentinių modalinių analizių rezultatai. Aprašyta, kokią įtaką nelankstaus ir lankstaus monokristalinio saulės modulio sluoksnių storiai daro silicio plokštelėse atsirandantiems įtempiams po krušos rutuliuko smūgio.