Solstrålningen påverkas i hög grad av miljöfaktorer som atmosfär, tid, geografi och klimat. Det är svårt att få stabilt, repeterbart och kontrollerbart solljus i tid, och det kan inte uppfylla kraven för kvantitativa experiment, instrumentkalibrering och prestandatestning. Därför används solsimulatorer ofta som experimentell eller kalibreringsutrustning för att simulera solstrålningens fysiska och geometriska egenskaper.
Lysdioder har gradvis blivit en varm ljuskälla för solsimulatorer på grund av deras höga effektivitet, miljöskydd, säkerhet och stabilitet. För närvarande realiserar LED-solsimulatorn främst simuleringen av 3A-egenskaper på ett specifikt plan och det föränderliga marksolspektrumet. Det är svårt att simulera solljusets geometriska egenskaper enligt kravet på en solkonstant (100mW/cm2) belysning.
Nyligen designade Xiong Daxis team från Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, ett distribuerat högt termiskt ledningsförmåga single crystal COB-paket baserat på en högeffektiv vertikal struktur smalband LED-ljuskälla för att uppnå en stabil effekt med hög optisk effekttäthet.
Bild 1 Grafisk sammanfattning av solsimulatorn
Samtidigt föreslås en metod för att koncentrera ljus med full bländare av högeffekts-LED med hjälp av en super-halvklotformad chiminglins, och en uppsättning krökt multi-source integral collimation system är byggd för att slutföra kollimation och homogenisering av fullspektrum ljuskällan i volymrymdsområdet. . Forskarna använde polykristallina kiselsolceller för att utföra kontrollerade experiment på solljus utomhus och en solsimulator under lika förhållanden, vilket verifierade solsimulatorns spektralnoggrannhet och azimutala konsistens.
Solsimulatorn som föreslås i denna studie uppnår klass 3A-belysning med 1 solkonstant bestrålning i ett testplan på minst 5 cm x 5 cm. I mitten av strålen, inom arbetsavståndet 5 cm till 10 cm, är strålningsvolymen rumslig inhomogenitet mindre än 0,2%, den kollimerade strålavvikningsvinkeln är ±3° och instabilitetstiden är mindre än 0,3%. Enhetlig belysning kan uppnås inom volymutrymmet, och dess uteffektstråle uppfyller cosininlagen i testområdet.
Bild 2 LED-matriser med olika toppvåglängder
Dessutom utvecklade forskarna också godtycklig programvara för solspektrummontering och kontroll, som för första gången insåg den samtidiga simuleringen av marksolspektrumet och solorienteringen under olika förhållanden. Dessa egenskaper gör det till ett viktigt forskningsverktyg inom solcellsindustrin, fotokemi och fotobiologi.
Bild 3 Strålningsfördelningen av målytan vinkelrätt mot strålen när arbetsavståndet är 100 mm a) Normaliserad 3D-modellfördelning av uppmätta strömvärden. b) Fördelningskarta över klass A (mindre än 2 %) bestrålning inhomogenitet (gult område). c) Klass B (mindre än 5 %) bestrålning inhomogeneity Fördelningskarta över enhetlighet (gult område). (D) riktigt skott av ljuspunkt
Forskningsresultat publicerades i Solar Energy under titeln LED-baserad solsimulator för markbundna solspektra och orienteringar.
