太阳光模拟器可同时解决准直性、辐照度均匀性、光谱匹配性三大技术指标的难度较高的问题,基于光电一体化二次光学设计,提出一种简便、高效且可实现大功率的LED太阳模拟器光学系统设计方法。采用小角度准直透镜和抛物面镜来整合光源,通过混光棒和微结构进行匀光,后利用抛物面镜实现光线的准直输出,基于同轴准直的设计思想完成LED太阳模拟器的设计。太阳光模拟器采用多灯具反射式同轴准直系统,它是利用人工光源模拟太阳光辐照,能提供与太阳光谱分布相匹配的、均匀的、准直稳定的光辐照,在航空航天、气象、民用等领域应用普遍。太阳光模拟器的使用特征是什么?上海太阳模拟器厂家
太阳光模拟器的基本原理:太阳光在其到达地球的平均距离处的自由空间中的辐射强度被定义为太阳能常数,取值为1353W/m2。而大气对地球表面接受太阳光的影响都被定义为大气质量(airmass)。大气质量为零的状态(AM0),是指在地球外空间接受太阳光的情况,适用于人造卫星和宇宙飞船等应用场合;大气质量为1的状态(AM1),是指太阳光直接垂直照射到地球表面的情况,其入射光功率为925W/m2,相当于晴朗夏日在海平面上所承受的太阳光。这两种的区别在于大气对太阳光的衰减,主要包括臭氧层对紫外线的吸收、水蒸气对红外线的吸收以及大气中尘埃和悬浮物的散射等。在太阳光入射角与地面夹角θ时,大气质量为AM=secθ,当θ=48.2°时,大气质量为AM1.5,是指典型晴天时太阳光照射到一半地面的情况,其辐射总量为1kW/m2,常用于太阳能电池和组件效率测试时的标准。高铁太阳光模拟太阳光模拟器的作用是什么?
太阳模拟器的使用应满足这些条件:1、太阳模拟器有很宽的光谱范围。目前市场上LED产品种类繁多。通过组合不同波长的发光二极管,可以覆盖阳光的整个光谱范围。安全可控,LED的工作电压很低,由低压恒流源驱动,比高压脉冲启动的氙灯更安全、稳定、可控;使用寿命长,LED光源的使用寿命在数万小时左右,远远长于卤钨灯、氙灯等光源;亮度等级范围宽,LED的亮度可以通过电流控制。电流的大小影响LED灯的亮度,但不影响LED灯的波长。因此,模拟器的总辐照度调节范围很大。2、太阳模拟器的测试要求测试光源的准直角度接近太阳在地面的视角,测试结果会严重偏离实际情况。特别设计的同轴准直光学系统可以产生准直角优于0.5°的高度准直模拟光,光强达到一个太阳常数,解决了元器件测试的难题。
太阳光模拟器评价指标:1、光谱匹配度:光谱匹配度定义为在6个光谱波段内,积分得到的光谱辐照度占总辐照度的百分比,与标准太阳光谱中各个波段所占百分比的比例。例如A级光谱匹配度规定,各个波段的占比与标准光谱的占比的比例,范围不得超过0.75-1.25。2、空间不均匀度:在有效工作区域内的光辐照不均匀度是优良太阳模拟器的一项重要指标。在使用太阳模拟器进行光伏测试中,不均匀的光辐照会造成测试结果的严重偏差,从而导致太阳能电池测量效率或分级的错误。而高均匀度的太阳模拟器可以提供更加精确的测试条件与结果。太阳模拟器可以按照不同标准进行分类。
太阳模拟器的性能:1、连续可调的辐照度:此光源电功率为500W,总辐照度自800W/平方米至3000W/平方米连续可调,不只可以根据实验环境和要求的不同调整光强输出,而且在灯泡长时间使用能量衰减后还可以通过调整光强输出而保证1000W/平方米(即100mw/平方厘米)的总辐照度。2、光谱匹配和光谱选择:太阳模拟光源采用AM1.5G标准光谱输出,日光光谱拟合度达99%以上。另外可以根据实验要求不同加装各种规格滤光片,使实验所需光谱范围可以人为控制。3、辐照稳定度:氙灯光源采用高稳定电源系统和循环风冷系统,在一定程度上保证了光源输出的稳定度。太阳模拟器的主要部件包括光源、光源控制器、功率计及校准硅探测器。上海太阳模拟器厂家
太阳光模拟器的技术特点是什么?上海太阳模拟器厂家
太阳模拟器区别于其它普通光源的主要特点:1、光谱匹配度:其实,太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个光谱范围内强度积分面积的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内,这也正是衡量等级的一项标准。对于A类,光谱匹配度必须在75%-125%之间。2、空间均匀性:对于A类太阳模拟器,工作区域的空间辐射均匀性是难实现的,而空间辐射的不均匀又会导致电池测试不和不确定。A类的设计就是为了尽量减小空间辐射不均匀性的影响,并将工作区域空间辐射均匀性严格控制在2%以内。上海太阳模拟器厂家
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