Ang Chinese Academy of Sciences ay sumusulong sa teknolohiya ng LED solar simulation

Ang ground solar radiation ay lubhang naaapektuhan ng mga salik sa kapaligiran tulad ng atmospera, oras, heograpiya, at klima. Mahirap makakuha ng matatag, nauulit, at nakokontrol na sikat ng araw sa oras, at hindi nito matutugunan ang mga kinakailangan ng quantitative na mga eksperimento, pagkakalibrate ng instrumento, at pagsubok sa pagganap. Samakatuwid, ang mga solar simulator ay kadalasang ginagamit bilang pang-eksperimentong o kagamitan sa pagkakalibrate upang gayahin ang pisikal at geometriko na mga katangian ng solar radiation.

Ang mga light-emitting diode (LED) ay unti-unting naging mainit na pinagmumulan ng ilaw para sa mga solar simulator dahil sa kanilang mataas na kahusayan, proteksyon sa kapaligiran, kaligtasan at katatagan. Sa kasalukuyan, pangunahing napagtanto ng LED solar simulator ang simulation ng 3A na katangian sa isang partikular na eroplano at ang pagbabago ng ground solar spectrum. Mahirap gayahin ang mga geometric na katangian ng sikat ng araw sa ilalim ng pangangailangan ng solar constant (100mW/cm2) na pag-iilaw.

Kamakailan, ang koponan ni Xiong Daxi mula sa Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, ay nagdisenyo ng isang distributed high thermal conductivity single crystal COB package batay sa high-power vertical structure narrow-band LED light source upang makamit ang isang matatag na output ng mataas. density ng optical power.

Figure 1 Graphical na buod ng solar simulator

Kasabay nito, iminungkahi ang isang paraan ng pag-concentrate ng liwanag na may buong aperture ng high-power LED sa pamamagitan ng paggamit ng super-hemispherical chiming lens, at ang isang set ng curved multi-source integral collimation system ay binuo para makumpleto ang collimation at homogenization ng full-spectrum light source sa hanay ng espasyo ng volume. . Gumamit ang mga mananaliksik ng polycrystalline silicon solar cells upang magsagawa ng mga kinokontrol na eksperimento sa panlabas na sikat ng araw at isang solar simulator sa ilalim ng pantay na mga kondisyon, na nagpapatunay sa spectral na katumpakan at azimuthal na pagkakapare-pareho ng solar simulator.

Ang solar simulator na iminungkahi sa pag-aaral na ito ay nakakamit ng class 3A illumination na may 1 solar constant irradiance sa isang test plane na hindi bababa sa 5cm x 5cm. Sa gitna ng beam, sa loob ng working distance na 5cm hanggang 10cm, ang irradiance volume spatial inhomogeneity ay mas mababa sa 0.2%, ang collimated beam divergence angle ay ±3°, at ang irradiance time instability ay mas mababa sa 0.3%. Ang pare-parehong pag-iilaw ay maaaring makamit sa loob ng espasyo ng volume, at ang output beam nito ay nakakatugon sa batas ng cosine sa lugar ng pagsubok.



Figure 2 LED arrays na may iba't ibang peak wavelength

Bilang karagdagan, ang mga mananaliksik ay nakabuo din ng arbitrary na solar spectrum fitting at control software, na sa unang pagkakataon ay napagtanto ang sabay-sabay na simulation ng ground solar spectrum at ang solar orientation sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon. Ang mga katangiang ito ay ginagawa itong isang mahalagang tool sa pananaliksik sa larangan ng solar photovoltaic na industriya, photochemistry, at photobiology.



Fig. 3 Ang pamamahagi ng irradiance ng target na ibabaw patayo sa beam kapag ang working distance ay 100mm. (a) Normalized na 3D model distribution ng mga sinusukat na kasalukuyang value; (b) Distribution map ng class A (mas mababa sa 2%) irradiance inhomogeneity (dilaw na lugar); (c) Class B (mas mababa sa 5%) irradiance inhomogeneity Distribusyon mapa ng pagkakapareho (dilaw na lugar); (D) totoong shot ng light spot

Ang mga resulta ng pananaliksik ay nai-publish sa Solar Energy sa ilalim ng pamagat ng LED-based solar simulator para sa terrestrial solar spectra at mga oryentasyon.