河北師范大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種電磁-熱協(xié)同策略，用于提升光伏組件層壓機(jī)的加熱均勻性。層壓機(jī)加熱不均會(huì)導(dǎo)致冷卻區(qū)域封裝膠膜固化不足，而高溫區(qū)域則可能損傷膠膜或電池片。該方案通過階梯式鋁制磁屏蔽、分區(qū)電流控制及基于溫度的電流調(diào)節(jié)，使加熱板的熱量分布更加均勻。

針對(duì)大型內(nèi)置穿孔感應(yīng)加熱系統(tǒng)在空間磁場(chǎng)分布與瞬態(tài)熱響應(yīng)方面的雙重挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)建立了多物理場(chǎng)等效有限元模型以降低計(jì)算成本，并通過物理樣機(jī)驗(yàn)證了精度。研究人員使用COMSOL軟件對(duì)一塊尺寸為4750毫米×2900毫米×45毫米、內(nèi)含銅線圈的六區(qū)鋼板進(jìn)行電磁加熱與傳熱模擬。簡(jiǎn)化雙區(qū)模型考慮了溫度相關(guān)的材料屬性、熱傳導(dǎo)以及對(duì)流和輻射散熱損失。

在設(shè)定38安培激勵(lì)電流與15千赫茲頻率的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了階梯式鋁屏蔽以抑制局部過熱，并將兩區(qū)電流分別調(diào)整為37安培與38安培，同時(shí)引入溫度接近150℃時(shí)自動(dòng)降低電流的控制函數(shù)。仿真結(jié)果顯示，在基準(zhǔn)電參數(shù)下，工作表面Zui大溫差約為29℃；應(yīng)用連續(xù)階梯屏蔽與非對(duì)稱屏蔽補(bǔ)償后，Zui大溫差降至約12℃，表明該方法有效削弱了邊緣磁通泄漏與局部熱量積聚。

為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)搭建了配備13個(gè)表面熱電偶的全尺寸樣機(jī)，在150℃附近測(cè)量不確定度估計(jì)為±0.30℃。研究對(duì)比了基線測(cè)量值與仿真結(jié)果，并在測(cè)試優(yōu)化屏蔽與分區(qū)電流前記錄數(shù)據(jù)。樣機(jī)由PID控制器調(diào)節(jié)加熱，溫度記錄儀跟蹤超調(diào)量、穩(wěn)定時(shí)間及各監(jiān)測(cè)點(diǎn)均勻性。全尺寸樣機(jī)測(cè)試顯示，13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)溫度均處于148–152℃區(qū)間，Zui大實(shí)測(cè)溫差約為3.1℃，顯著改善了監(jiān)測(cè)位置的溫度均勻性。

相關(guān)研究成果已發(fā)表于《Case Studies in Thermal Engineering》。論文作者來自河北師范大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)及河北省光伏組件制造裝備技術(shù)創(chuàng)新中心。

資料來源：Pv Magazine Global；原文發(fā)布日期：2026-10-29。本文為資料編譯。