Žemės saulės spinduliuotę labai veikia aplinkos veiksniai, tokie kaip atmosfera, laikas, geografija ir klimatas. Sunku laiku gauti stabilią, pasikartojančią ir kontroliuojamą saulės šviesą, ir ji negali atitikti kiekybinių eksperimentų, prietaisų kalibravimo ir našumo bandymų reikalavimų. Todėl saulės simuliatoriai dažnai naudojami kaip eksperimentinė arba kalibravimo įranga saulės spinduliuotės fizinėms ir geometrinėms savybėms imituoti.
Šviesą skleidžiantys diodai (LED) palaipsniui tapo karštu saulės simuliatorių šviesos šaltiniu dėl didelio efektyvumo, aplinkos apsaugos, saugos ir stabilumo. Šiuo metu LED saulės simuliatorius daugiausia realizuoja 3A charakteristikų modeliavimą konkrečioje plokštumoje ir besikeičiančiame žemės saulės spektre. Sunku imituoti saulės spindulių geometrines charakteristikas pagal saulės konstantos (100 mW / cm2) apšvietimo reikalavimą.
Neseniai Xiong Daxi komanda iš Kinijos mokslų akademijos Sudžou biomedicinos inžinerijos ir technologijų instituto sukūrė paskirstytą didelio šilumos laidumo vieno kristalo COB paketą, pagrįstą didelės galios vertikalios struktūros siauros juostos LED šviesos šaltiniu, kad būtų pasiektas stabilus didelio optinio galios tankio išėjimas.
1 paveikslas Saulės simuliatorius grafinė santrauka
Tuo pačiu metu siūlomas šviesos su visa didelės galios LED diafragma sukoncentravimo metodas, naudojant super pusrutulio chiming objektyvą, ir yra pastatytas išlenktos daugiasluoksnės integruotos kolmacijos sistemos rinkinys, skirtas užbaigti viso spektro šviesos šaltinio kolimatizaciją ir homogenizaciją tūrio erdvės diapazone. . Tyrėjai naudojo polikristalinius silicio saulės elementus, kad atliktų kontroliuojamus eksperimentus su lauko saulės spinduliais ir saulės simuliatorių lygiomis sąlygomis, tikrindami Saulės simuliatorių spektrinį tikslumą ir azimutalinę konsistenciją.
Šiame tyrime siūlomas Saulės simuliatorius pasiekia 3A klasės apšvietimą su 1 pastoviu saulės švitinimu ne mažiau kaip 5 cm x 5 cm bandymo plokštumoje. Sijos centre, 5 cm–10 cm darbiniame atstumu, švitinimo tūrio erdvinis nehomogeniškumas yra mažesnis nei 0,2%, kolimalizuoto spindulio skirtumo kampas yra ±3°, o švitinimo laiko nestabilumas yra mažesnis nei 0,3%. Vienodas apšvietimas gali būti pasiektas tūrio erdvėje, o jo išėjimo spindulys atitinka kosino įstatymą bandymo zonoje.
2 pav. LED masyvai su skirtingais piko bangų ilgiais
Be to, tyrėjai taip pat sukūrė savavališką saulės spektro montavimo ir valdymo programinę įrangą, kuri pirmą kartą suprato tuo pačiu metu imituojant žemės saulės spektrą ir saulės orientaciją skirtingomis sąlygomis. Šios savybės daro jį svarbia mokslinių tyrimų priemone saulės fotovoltinės pramonės, fotochemijos ir fotobiologijos srityse.
3 pav. tikslinio paviršiaus švitinimo pasiskirstymas statmenai spinduliui, kai darbinis atstumas yra 100 mm. a) Normalizuotas išmatuotų dabartinių verčių 3D modelio pasiskirstymas; b) A klasės pasiskirstymo žemėlapis (mažiau nei 2%) švitinimo nehomogeniškumas (geltonas plotas); c) B klasės (mažiau kaip 5 %) švitinimo nehomogeniškumo pasiskirstymo žemėlapis (geltonas plotas); (D) tikras šviesos taško kadras
Tyrimo rezultatai buvo paskelbti "Solar Energy" pavadinimu LED pagrįstas saulės simuliatorius antžeminėms saulės spektrams ir orientacijoms.
