Η επίγεια ηλιακή ακτινοβολία επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η ατμόσφαιρα, ο χρόνος, η γεωγραφία και το κλίμα. Είναι δύσκολο να επιτευχθεί σταθερό, επαναλαμβανόμενο και ελεγχόμενο ηλιακό φως εγκαίρως και δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις ποσοτικών πειραμάτων, βαθμονόμησης οργάνων και δοκιμών απόδοσης. Ως εκ τούτου, οι ηλιακοί προσομοιωτές χρησιμοποιούνται συχνά ως πειραματικός εξοπλισμός ή εξοπλισμός βαθμονόμησης για την προσομοίωση των φυσικών και γεωμετρικών ιδιοτήτων της ηλιακής ακτινοβολίας.
Οι δίοδοι εκπομπής φωτός (LED) έχουν σταδιακά μετατραπεί σε πηγή ζεστού φωτός για προσομοιωτές ηλιακής ενέργειας λόγω της υψηλής απόδοσης, της προστασίας του περιβάλλοντος, της ασφάλειας και της σταθερότητάς τους. Επί του παρόντος, ο ηλιακός προσομοιωτής LED πραγματοποιεί κυρίως την προσομοίωση των χαρακτηριστικών 3Α σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο και το μεταβαλλόμενο ηλιακό φάσμα εδάφους. Είναι δύσκολο να προσομοιωθούν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του ηλιακού φωτός υπό την απαίτηση ηλιακού σταθερού φωτισμού (100mW/cm2).
Recently, Xiong Daxi's team from Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, designed a distributed high thermal conductivity single crystal COB package based on a high-power vertical structure narrow-band LED light source to achieve a stable output of high optical power density.
Σχήμα 1 Γραφική περίληψη του ηλιακού προσομοιωτή
Ταυτόχρονα, προτείνεται μια μέθοδος συγκέντρωσης φωτός με πλήρες διάφραγμα LED υψηλής ισχύος-με χρήση ενός υπερ-ημισφαιρικού ημισφαιρικού φακού ηχητικής κλήσης και ένα σύνολο καμπυλωτών ενσωματωμένων πηγών πολλαπλών- το σύστημα ευθυγράμμισης έχει κατασκευαστεί για να ολοκληρώσει την ευθυγράμμιση και την ομογενοποίηση της πηγής φωτός πλήρους-φάσματος στο εύρος του χώρου όγκου. . Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ηλιακά κύτταρα πολυκρυσταλλικού πυριτίου για να πραγματοποιήσουν ελεγχόμενα πειράματα σε υπαίθριο ηλιακό φως και έναν ηλιακό προσομοιωτή υπό ίσες συνθήκες, επαληθεύοντας τη φασματική ακρίβεια και την αζιμουθιακή συνέπεια του ηλιακού προσομοιωτή.
The solar simulator proposed in this study achieves class 3A illumination with 1 solar constant irradiance in a test plane of at least 5cm x 5cm. At the center of the beam, within the working distance of 5cm to 10cm, the irradiance volume spatial inhomogeneity is less than 0.2 percent , the collimated beam divergence angle is ±3 degree , and the irradiance time instability is less than 0.3 percent . Uniform illumination can be achieved within the volume space, and its output beam satisfies the cosine law in the test area.
Σχήμα 2 Συστοιχίες LED με διαφορετικά μήκη κύματος κορυφής
Επιπλέον, οι ερευνητές ανέπτυξαν επίσης αυθαίρετο λογισμικό προσαρμογής και ελέγχου ηλιακού φάσματος, το οποίο για πρώτη φορά υλοποίησε την ταυτόχρονη προσομοίωση του εδάφους ηλιακού φάσματος και τον ηλιακό προσανατολισμό υπό διαφορετικές συνθήκες. Αυτά τα χαρακτηριστικά το καθιστούν σημαντικό ερευνητικό εργαλείο στους τομείς της βιομηχανίας ηλιακών φωτοβολταϊκών, της φωτοχημείας και της φωτοβιολογίας.
Εικ. 3 Η κατανομή ακτινοβολίας της επιφάνειας στόχου κάθετα στη δοκό όταν η απόσταση εργασίας είναι 100 mm. (α) Κανονοποιημένη κατανομή τρισδιάστατων μοντέλων των μετρούμενων τιμών ρεύματος. (β) Χάρτης κατανομής ανομοιογένειας ακτινοβολίας κατηγορίας Α (λιγότερο από 2 τοις εκατό) (κίτρινη περιοχή). (γ) Κατηγορία Β (λιγότερο από 5 τοις εκατό) ανομοιογένεια ακτινοβολίας Χάρτης κατανομής ομοιομορφίας (κίτρινη περιοχή). (Δ) πραγματικό πλάνο φωτεινού σημείου
Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο Solar Energy με τον τίτλο ηλιακός προσομοιωτής βασισμένος σε LED-για επίγεια ηλιακά φάσματα και προσανατολισμούς.
