一、项目目的

保证组件抗风能力的同时尽可能降低其安装成本，开发出一款可承受雪压 5400Pa、风压 2400Pa，动态 1440Pa，且单片组件安装成本低于 10 元人民币的超薄双玻光伏组件。

二、项目意义

本项目以优化超薄双玻光伏组件安装系统为出发点，尝试在增加组件抗风性能的同时降低安装成本，从而推广超薄双玻光伏组件的应用。此外，超薄双玻光伏组件具有轻量化、安全化、可透光化等特点，适用于环境条件严苛的地方，如高严寒地区、海边及需防火耐高温的区域，有利于提高光能的利用率，达到节能减排、改善环境的效果。

三、项目内容

1. 研究基于 LBM 方法的流动计算与结构动力响应计算的相关理论，应用 CPU-GPU 架构，建立基于 LBM 的高效精确湍流流固耦合算法，实现动态风载作用下双玻抗风能力的高效精确数值模拟；

2. 数值研究不同风载下亚玛顿 2+2mm 超薄双玻光伏组件（G2G 双玻组件）的结构位移响应特性等随安装方式及其主要构件尺寸等的演变规律，揭示动态风载对不同安装系统下双玻组件抗风能力的影响机制；

3. 优化亚玛顿 G2G 双玻光伏组件安装方式及其构件尺寸，将单片组件安装成本降低至 10 元人民币以下。

四、具体实施方式

目根据各项研究内容开展的逻辑顺序制定研究方案，从理论分析、数值研究及实验验证三方面开展相应研究。具体研究步骤如下：

1. 高效精确的大雷诺数流固耦合算法；

2. 动态风载对光伏组件抗风能力的影响机制；

3. 光伏组件安装方式及关键安装构件的优化设计。

五、预期项目结果

建立基于 IB-LBM 的动态风载作用下光伏组件结构动态响应特性高效精确数值模拟方法；开发出一款可承受正压 5400Pa、负压 2400Pa，动态 1440Pa，且单片组件安装成本低于 10 元人民币的 2mm+2mm 超薄双玻光伏组件。

六、项目创新性

1. 首次应用 LBM 方法与 GPU 技术实现光伏组件抗风能力的高效精确数值模拟；

2. 开发一款抗风能力强且安装成本低的超薄双玻光伏组件。

七、研发人员介绍

上官燕琴博士主要研究方向是基于 LBM 方法的大规模高性能湍流流动数值模拟，在 LBM 基本理论、湍流 流动研究及多 GPU 并行计算程序编译等方面具有良好的研究基础与丰富的研究经验。截至目前，共发表各类科研论文近 20 篇（其中 SCI 检索论文 7 篇，EI 检索论文 1 篇），登记软件著作权 3 项。