测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置的制作方法

本实用新型涉及一种测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置，尤其是一种用于实验室模拟光伏组件在户外45mm大尺寸冰雹冲击测试的装置，属于光伏组件测试技术领域。

背景技术：

光伏组件正面是一层钢化玻璃，钢化玻璃对封装在组件内部的光伏电池片起到了一定的保护作用。然而太阳能光伏组件安装在户外，尤其在极端恶劣地区经常会承受到自然冰雹的撞击，因此评估光伏组件在户外的抗冰雹冲击能力已经成为光伏组件户外长期可靠性运行的一项重要测试指标区。随着光伏行业新标准的不断推出，光伏组件需要具备能够承受大尺径、高速度冰雹冲击测试能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置，用于测试光伏组件正面承受冰雹冲击测试，其结构简单紧凑，能实现对光伏组件户外冰雹冲击有效模拟测试。

按照本实用新型提供的技术方案，所述测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置，其特征是：包括枪膛加速通道和光伏组件固定装置，在光伏组件固定装置上固定光伏组件，枪膛加速通道的进口端连接压缩空气源，枪膛加速通道的冰雹发射端对准光伏组件；

所述枪膛加速通道包括多截相互连接的调速通道和泄压消音通道，一端的调速通道为压缩空气进口端，另一端的调速通道与泄压消音通道的后端连接；所述多截调速通道和泄压消音通道连接而成的枪膛加速通道的枪腔表面光滑，在枪膛加速通道的枪膛中设置冰雹容器，冰雹容器的外径与枪膛加速通道的内腔滑动配合，冰雹容器的内径与冰雹的尺寸相配合，泄压消音通道的前端口边缘设置允许冰雹通过并能够挡住冰雹容器的挡圈。

进一步的，所述枪膛加速通道的压缩空气进口端连接快速开关控制电磁阀的出口端，快速开关控制电磁阀的进口端通过管道连接气体管道调压减压阀的出口端，气体管道调压减压阀的进口端通过管道连接空气压缩机的压缩空气出口端。

进一步的，在所述枪膛加速通道的冰雹发射端和光伏组件固定装置之间的测速区设置冰雹发射测速装置。

进一步的，所述调速通道的前端内径与后端外径相配合，多截调速通道通过前后端的内外径相配合连接。

进一步的，在所述泄压消音通道的侧壁上分布若干泄压孔。

进一步的，所述冰雹容器具有一个用于容置冰雹的腔体。

本实用新型所述测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置，通过对枪膛加速通道的特殊的结构设计，解决了空气阻力对加速度的衰减问题，以实现标准直径45.0±5%mm，质量43.9±5%g冰雹的发射速度，达到真实模拟光伏组件在极端的环境条件下抗击冰雹撞击的能力，同时本实用新型可以兼容直径是25mm、35mm，40mm，45mm的冰雹，根据测试需要毋须更换枪膛，测试操作方便，安全可靠，最后通过对光伏组件EL检测的情况判断确定光伏组件承受冰雹冲击的情况，该测试装置对于组件性能及长期可靠性评估提供了保障。另外，本实用新型通过特殊的冰雹容器的设计解决了以往不同尺寸冰雹测试需要来回拆卸的麻烦，操作方便，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型所述抗冰雹冲击性能的装置的结构框图。

图2为所述枪膛加速通道的结构示意图。

图3-1为所述调速通道的结构示意图。

图3-2为所述调速通道的剖视图。

图4-1为所述泄压消音通道的结构示意图。

图4-2为所述泄压消音通道的主视图。

图4-3为图4-2的侧视图。

图4-4为图4-3的F-F剖视图。

图5-1为所述冰雹容器的结构示意图。

图5-2为所述冰雹容器的主视图。

图5-3为图5-2的侧视图。

图5-4为图5-3的G-G剖视图。

图6为所述冰雹模具的结构示意图。

图7-1为冰雹模具左半球的结构示意图。

图7-2为冰雹模具左半球的剖视图。

图8-1为冰雹模具右半球的结构示意图。

图8-2为冰雹模具右半球的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1～图8-2所示：所述测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置包括空气压缩机A、气体管道调压减压阀B、快速开关控制电磁阀C、枪膛加速通道D、冰雹发射测速装置E、光伏组件固定装置F、光伏组件G、调速通道1、泄压消音通道2、冰雹容器3、挡圈4、泄压孔5、腔体6、左半球7、右半球8、注水口9、排空口10等。

如图1所示，本实用新型所述测试光伏组件抗冰雹冲击性能的装置，包括空气压缩机A、气体管道调压减压阀B、快速开关控制电磁阀C、枪膛加速通道D、冰雹发射测速装置E和光伏组件固定装置F，在光伏组件固定装置F上固定光伏组件G，空气压缩机A的压缩空气出口端通过管道连接气体管道调压减压阀B的进口端，气体管道调压减压阀B的出口端通过管道连接快速开关控制电磁阀C的进口端，快速开关控制电磁阀C的出口端连接枪膛加速通道D的压缩空气进口端，枪膛加速通道D的冰雹发射端对准光伏组件G，冰雹发射测速装置E设置在枪膛加速通道D的冰雹发射端和光伏组件固定装置F之间的测速区。

如图2所示，所述枪膛加速通道D包括多截焊接连接的调速通道1（图2中采用了4截调速通道1），压缩空气进口端的调速通道1与快速开关控制电磁阀C连接，冰雹发射端的调速通道与泄压消音通道2后端的连接，多截调速通道1和泄压消音通道2连接而成的内腔表面光滑；在所述枪膛加速通道D的枪膛中设置冰雹容器3，冰雹容器3的外径与枪膛加速通道D的内腔滑动配合，冰雹容器3的内径与冰雹的尺寸相配合，泄压消音通道2的前端口边缘设置允许冰雹通过并能够挡住冰雹容器3的挡圈4。

如图3-1、图3-2所示，所述调速通道1的前端内径与后端外径相配合，多截调速通道1通过前后端的内外径相配合焊接连接；所述多截调速通道1的作用是保证在快速开关控制电磁阀C的开关瞬间尽可能多的收纳来自空气压缩机A气管内的空气，以达到尽可能大的爆破力，以实现加速度的瞬间增大，实现最终冰雹发射测速装置F想要采集的速度。所述调速通道1选用不锈钢材质，调速通道1之间采用氩弧焊接，内表面光滑。

如图4-1～图4-4所示，在所述泄压消音通道2的侧壁上均匀分布两组泄压孔5，每组泄压孔5为沿泄压消音通道2周向分布的12个；所述泄压消音通道2的作用是当冰雹快速穿越调束通道1飞跃而出，撞击向光伏组件G后，滞留在枪膛内的气体随即通过泄压消音通道2排出，防止残留气体破坏设备。所述泄压消音通道2的后端与调速通道1连接，泄压消音通道2前端的内径逐渐减小，在泄压消音通道2前端口的边缘设置能够挡住冰雹容器3的挡圈4。

如图5-1～图5-4所示，所述冰雹容器3具有一个用于容置冰雹的腔体6；所述冰雹容器3的作用是用来装载即将发射的冰雹，该冰雹容器3采用质量轻、耐冲击的材质；测试时，在高压气体下承载着冰雹越过调速通道1，穿过泄压消音通道1，将冰雹送至测速区，冲击向光伏组件G，冰雹容器3停滞在泄压消音通道2前部，完成一次测试。

本实用新型所述测试光伏组件抗冰雹冲击性能的方法，包括以下步骤：

a、将准备好的直径为45.0mm的冰雹模具（如图6所示）的左半球7、右半球8按照设计图纸的螺纹口径无缝对接，用细水管向左半球7的注水口9进行注水，待冰雹模具内水满后会形成一道水柱从右半球8的排空口10排出，确认无气泡溢出后将冰雹模具用夹具固定好后放入-10℃±5℃冰箱冷冻，冷冻6h以上打开冰雹模具，取出冰雹，用分析天平检测冰雹质量，用游标卡尺检测冰雹直径，将合格的冰球放入冰箱储藏室；

b、将空气压缩机A接入如图1所示的气体管道调压减压阀B，调节压缩空气压力至8.0MPa，将氩弧焊接好的枪膛加速通道D与快速开关控制电磁阀C按照螺纹口连接完好；

c、将直径（内径）45.0mm的冰雹容器3预先推放入枪膛加速通道D的底部，紧靠枪膛加速通道D的进气口，将泄压消音通道2与多截调速通道1另一端按照螺纹口连接完好；

d、取出冷藏室冷冻完好标准尺寸、质量的冰球利用提前准备好的推杆从泄压消音通道2的前部快速推至枪膛加速通道D底部的冰雹容器3内；

e、通过红外定位待冲击光伏组件G的位置，开启预先调试好的示波器，开启快速开关控制电磁阀C，冰雹立即从枪膛加速通道D冲出，穿过泄压消音通道2，冰雹容器3停滞在泄压消音通道2的前端，冰雹继续前进越过测速区，最后冰雹冲击向光伏组件G的指定冲击位置。在测速区采用的冰雹发射测速装置E选用的是两根光纤，利用冰雹穿越过前后光纤的电位差值，再通过示波器分别采集到来自光纤测速探头电位差值反馈成波形图，读取波形图的时间差，以此来计算冰雹发射速度；

f、拆卸冲击后的光伏组件G，利用EL（电致发光）检测受冰雹冲击光伏组件内部电路是否发生损坏，完成一次测试。

上述的冰雹模具包括左半球7和右半球8，材质采用不锈钢，冰雹模具的作用是用来制作实验标准尺寸、质量的冰雹；在所述左半球7上设有注水口9，在右半球8上设有排空口10。实验制作时用自来水管道堵住注水口9，待冰雹模具内水分注满后，多余的水分空气会从排空口10中溢出，形成水柱，即可完成冰球的初步制作，然后将注满水的冰球模具静置冰箱冷冻即可。

本实用新型通过对枪膛加速通道结构的精巧设计，巧妙的解决了空气阻力及加速度的控制问题，以达到新标准IEC61215标准条件下的30.7m/s 的冲击速度。本实用新型具有以下几个特点：（1）多截调速通道：对多截调速通道的尺寸、数量设计的同时考虑了空气阻力及加速度的关系，满足45.0mm大尺径冰雹测试的同时可以兼容25.0mm，35.0mm，40.0mm不同规格的尺寸冰雹测试需求；（2）增加了泄压消音通道：通过设置泄压消音通道，当枪膛内的冰球发射出去，残留在管道内的高压气体从该位置排出，达到对发射枪膛及设备本身的保护效果；（3）冰雹容器可以满足不同尺寸的冰球测试，不需要再进行更换其它结构，方便简单，节省成本。