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龙图腾网获悉连云港神舟新能源有限公司申请的专利一种光伏组件有限元建模及形变量仿真分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115713014B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211309746.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种光伏组件有限元建模及形变量仿真分析方法是由莫盛鹏;肖怀韬;张昌远;何涛;张艳飞设计研发完成，并于2022-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种光伏组件有限元建模及形变量仿真分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种光伏组件有限元建模及形变量仿真分析方法，将建模和有限元分析方法引入到光伏组件的设计中，通过对光伏组件的数字化建模，并且赋予其特定材料和机械材料参数，然后利用有限元求解方法，设置边界条件和有限元求解条件，在软件环境中对组件的载荷情况进行模拟分析，进而求得组件的最大形变量，将其和试验平台的试验数据进行对比，如果两者误差不超过5%，则判断建模方法和有限元分析方法有效。本方法测试得到的数据更为精确快速，投入成本小，收益效果大，可辅助精确快速得到任意板型的光伏组件在某一压力下的形变量数据，提高试验人员的工作效率，节省人工和设备成本，节约大量人力物力，降低运维成本，提高经济效益。

本发明授权一种光伏组件有限元建模及形变量仿真分析方法在权利要求书中公布了：1.一种光伏组件有限元建模及形变量仿真分析方法，其特征在于：包括以下步骤： 1选取目前出货量最大的组件板型作为研究对象，安装环境为大型地面电站，即采用光伏支架和安装压块进行安装固定的方式，在有限元软件中建立光伏组件及光伏支架的三维几何模型； 2基于步骤1建立的三维几何模型，根据光伏组件各个部件的材料和材料的物理参数为各结构设置材料和材料参数，建立三维有限元参数模型； 3基于步骤2的三维有限元模型，设置有限元求解条件，将组件的功率衰减以组件的最大形变量来表示； 4根据光伏组件的实际安装环境，设置模拟组件的边界条件及约束条件，边界条件设定为垂直于光伏组件正面的载荷，其数值设定值为5400Pa，用于将光伏组件和光伏支架固定的压块施加垂直向下的力，其数值为50N；约束条件设定为光伏支架设置约束为固定在地面上，各个部件之间的连接方式为刚性连接； 5在实验室的机械载荷试验平台采用和软件建模组件相同的规格及安装方式同步进行试验，在组件正面施加5400Pa载荷进行机械载荷试验，并记录最大形变量δL1； 6基于4的三维模型，在有限元分析软件中对三维模型进行自由网格剖分后扫掠，将欲仿真分析对象进行网格化处理； 7基于6的仿真模型进行有限元分析计算，得到软件模拟计算结果5400Pa载荷下光伏组件的最大形变量，其数值记为δL2； 得到的组件最大形变量，由于软件模拟和实验室试验平台同步进行，在试验平台测得组件长边框的最大形变量处于边框中心位置，将测量结果和软件仿真分析数据利用Python进行数值代码分析编程，得到组件最大形变量δL2和组件长边框中心处的最大型变量δL3的近似关系为： δL3=k1*L*δL2+k21； 其中k1为形变量系数，L为组件长边框长度，k2为修正值； 基于上述长边框中心处的最大形变量δL3，选取光伏组件中长边框为研究对象，将长边框的受力模型等效为细长杆在均布载荷q下的弯曲变形计算模型； 由上述等效模型结合材料力学基本知识，得到细长杆的挠曲线公式为： ； 其中，W为形变量，q为均布载荷，x为作用距离，θ为截面转角，E为杨氏模量，I为惯性矩； 由挠曲线公式可知，当x=L2时，形变量W取最大值，代入公式2可得： 最大形变量Wmax为； 根据上述推算，得到δL3＝Wmax，L即为组件长边框长度，材料的杨氏模量E和边框截面的惯性矩I均为已知量，代入公式3得出均布载荷q的数值； 由公式3得出，当惯性矩I取最大值时，最大形变量Wmax取最小值，当均布载荷一定时，最大形变量越小，说明组件长边框的中心处形变越小，即δL3取最小值，由公式1可知，组件最大形变量δL2取最小值，也就是说整个研究对象的光伏组件在一定载荷的作用下，组件长边框形变量最小，从而得到整个光伏组件的形变量取最小值，保护光伏组件的铝边框形变量最小，保障了封装在层压件中的晶硅电池片的形变量最小，从而保证了组件的功率输出，满足IEC61215的相关标准； 从以上推断中得知，只要保证支撑光伏组件的金属铝边框的形变最小，光伏组件在外力作用下越有质量保障，惯性矩的取值和金属铝边框的截面形状息息相关，由材料力学惯性矩相关知识可知，在某一平面y，z内的任意面积A在该平面内遍及整个图形面积A的积分，定义为惯性矩： 4； 8基于步骤5得到的最大形变量δL1和基于步骤7得到的最大形变量δL2进行对比，并且进行误差计算； 9基于步骤8的对比结果，若误差小于5%，则步骤7所得的组件最大形变量即为所求； 10基于步骤8的对比结果，若误差大于5%，则在步骤2的三维有限元参数模型中更改优化建模方法和优化调整步骤4中的约束条件，重新进行有限元仿真模拟分析，重复步骤6~8，直至误差小于5%，最终获得光伏组件准确的最大形变量。

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