Kinijos mokslų akademija daro pažangą LED saulės modeliavimo technologijoje

Žemės saulės spinduliuotę labai veikia aplinkos veiksniai, tokie kaip atmosfera, laikas, geografija ir klimatas. Sunku laiku gauti stabilią, pakartojamą ir kontroliuojamą saulės šviesą, ji negali atitikti kiekybinių eksperimentų, prietaisų kalibravimo ir veikimo bandymų reikalavimų. Todėl saulės simuliatoriai dažnai naudojami kaip eksperimentinė ar kalibravimo įranga, imituojanti saulės spinduliuotės fizines ir geometrines savybes.

Šviesos diodai (LED) dėl didelio efektyvumo, aplinkos apsaugos, saugumo ir stabilumo pamažu tapo karštu saulės treniruoklių šviesos šaltiniu. Šiuo metu LED saulės simuliatorius daugiausia realizuoja 3A charakteristikų modeliavimą konkrečioje plokštumoje ir besikeičiantį žemės saulės spektrą. Sunku imituoti saulės šviesos geometrines charakteristikas, kai reikalingas saulės pastovus (100 mW/cm2) apšvietimas.

Neseniai Xiong Daxi komanda iš Sudžou Biomedicininės inžinerijos ir technologijos instituto, Kinijos mokslų akademijos, suprojektavo paskirstytą didelio šilumos laidumo vieno kristalo COB paketą, pagrįstą didelės galios vertikalios struktūros siauros juostos LED šviesos šaltiniu, kad būtų pasiektas stabilus aukštas išėjimas. optinės galios tankis.

1 pav. Grafinė saulės simuliatoriaus santrauka

Tuo pačiu metu siūlomas šviesos koncentravimo su visa didelės galios šviesos diodo diafragma metodas, naudojant super pusrutulio formos skambėjimo lęšį, ir sukurtas lenktos kelių šaltinių integruotos kolimacijos sistemos rinkinys, kad būtų užbaigtas kolimavimas ir homogenizavimas. viso spektro šviesos šaltinis tūrio erdvės diapazone. . Tyrėjai naudojo polikristalinius silicio saulės elementus, kad atliktų kontroliuojamus eksperimentus su lauko saulės šviesa ir saulės simuliatoriumi vienodomis sąlygomis, patikrindami saulės treniruoklio spektrinį tikslumą ir azimutinį nuoseklumą.

Šiame tyrime siūlomas saulės treniruoklis pasiekia 3A klasės apšvietimą su 1 pastovia saulės spinduliuote bent 5 cm x 5 cm bandymo plokštumoje. Spindulio centre, darbiniu atstumu nuo 5 cm iki 10 cm, apšvitos tūrio erdvinis nehomogeniškumas yra mažesnis nei 0,2%, kolimuoto pluošto divergencijos kampas yra ±3°, o apšvitos laiko nestabilumas yra mažesnis nei 0,3%. Tūrio erdvėje galima pasiekti vienodą apšvietimą, o jo išėjimo spindulys atitinka kosinuso dėsnį bandymo srityje.



2 pav. LED matricos su skirtingais didžiausiais bangos ilgiais

Be to, mokslininkai taip pat sukūrė savavališką saulės spektro pritaikymo ir valdymo programinę įrangą, kuri pirmą kartą realizavo tuo pačiu metu antžeminį saulės spektrą ir saulės orientaciją skirtingomis sąlygomis. Dėl šių savybių jis yra svarbus tyrimo įrankis saulės fotovoltinės pramonės, fotochemijos ir fotobiologijos srityse.



3 pav. Taikinio paviršiaus apšvitos pasiskirstymas statmenai sijai, kai darbinis atstumas yra 100 mm. a) Normalizuotas išmatuotų srovės verčių 3D modelio pasiskirstymas; b) A klasės (mažiau nei 2 %) apšvitos nehomogeniškumo pasiskirstymo žemėlapis (geltonas plotas); c) B klasė (mažiau nei 5 %) apšvitos nehomogeniškumas Tolygumo pasiskirstymo žemėlapis (geltonas plotas); (D) tikras šviesos taško kadras

Tyrimo rezultatai buvo paskelbti „Solar Energy“ pavadinimu „LED pagrindu sukurtas saulės simuliatorius, skirtas antžeminiams saulės spektrams ir orientacijoms“.