热力耦合分析实战：Abaqus在某聚光光伏发电组件热应力分析中的应用

许多实际工程问题中，由于温度的影响而使结构产生过大的热应力，因而产生破坏性效果时有发生。分析由温度引起的应力(热应力)有着十分重要的意义。研究物体的热问题包括两方面的内容。(1)传热问题研究:确定温度场。(2)热应力问题研究:在已知温度场的情况下确定应力应变。实际上这两个问题是相互影响和耦合的，但是在大多数情况下，传热问题所确定的温度将直接影响物体的热应力。这里分析一个实例。

问题描述：

聚光光伏发电组件热应力分析，太阳能电池夹在玻璃基板和散热器之间，如图1所示。聚光光伏发电是把太阳光数倍聚集在太阳能电池位置，会使电池温度上升，所以加散热器散热。要求分析太阳能电池的热应力以及散热器的温度分布情况。

图1 太阳能电池组件结构

实测太阳能电池最高温度120摄氏度，环境温度25摄氏度，散热器材料为钢。利用ABAQUS仿真计算，结果如下：

图2 散热器温度分布

图3 玻璃板及太阳能电池热应力（最大121.1Mpa）

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