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光伏電池包裝箱結構設計與強度有限元分析

發布于:2022-09-28 18:48
有限元分析

      伴隨全球光伏市場的崛起,光伏產業持續呈現出快速成長的態勢,其中以光電效應工作的薄膜式光伏發電發展最為迅速。由于光伏電池板重量大、價格較貴,需要大量單片電池板組裝成電池組件才能產生規;,且經常需要遠距離運輸。所以,具有較好強度的托盤式集合化包裝就顯現出巨大優勢。
      有限元分析托盤包裝整體性能好,堆碼平整穩固,適合于大型機械進行裝卸和搬運,可大大減少產品在裝卸、運輸等流通過程中的碰撞和跌落可能性,確保產品周轉的安全性。然而,多年來我國木質托盤生產企業由于沒有托盤強度理論支撐,常導致托盤設計不當,一方面大量托盤在流通過程中易損壞,直接導致產品保護包裝功能的失效,產品破損;另一方面,部分生產商通過過量使用木材來提高托盤的安全性,造成木材資源的浪費。因此,研究托盤的強度理論,可為設計和生產應用提供基礎,對合理利用木材資源和保護環境具有重要的意義。光伏電池包裝箱的設計首先要考慮產品的尺寸及裝箱數量,然后根據產品表面突出接線盒的高度確定相鄰產品的有效間距,進而得到包裝箱的內外尺寸。光伏電池的幾何尺寸為:1250mmx640mmx7mm,每箱裝箱數量為35片,每片質量為25 kg。
      包裝箱結構設計時要考慮到光伏電池在運輸過程中的氣候條件、起吊裝卸、安全固定防護等因素。在此基礎上,還要盡量考慮使用綠色包裝材料,注意避免過度包裝,既要保護光伏電池不受到損傷,又不能過量使用包裝材料。
      該產品總質量為875 kg,采用膠合板木箱的形式予以包裝,必須由叉車、吊車才能進行上下搬運及移動,因此該包裝箱底部應有托盤,托盤尺寸要考慮到叉車鏟叉伸入尺寸的要求。
      托盤材料厚度選用18 mm厚度的膠合板。托盤底面設計應滿足產品尺寸,并留有5-8mm操作空間方便裝入產品,托盤尺寸設計為1310 mm x 1120mm,箱子高度由產品尺寸決定,并留有適當空間,經計算約為660 mm。最終,得到包裝箱的結構。
      由于光伏電池板的表面連接易損部件,所以相鄰產品間需要有一定的距離防止易損件的碰撞。方案中選用尺寸為1110 mm x 80 mm x 50 mm的EVA(聚乙烯醋酸乙烯脂),并在其一端銑切出35個凹槽來固定產品位置。同時,為了防止包裝箱內EVA及產品在運輸過程中因振動而產生移位,采用M12螺栓對EVA和包裝箱底板進行機械連接固定。
      包裝箱裝滿電池板后,由于3條EVA的緩沖作用將電池板的重量均勻分散在托盤的頂鋪板上,頂鋪板承受均布載荷。



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