Кинеска академија наука напредује у технологији ЛЕД соларне симулације

На сунчево зрачење земље у великој мери утичу фактори животне средине као што су атмосфера, време, географија и клима. Тешко је добити стабилну, поновљиву и контролисану сунчеву светлост на време, а она не може да испуни захтеве квантитативних експеримената, калибрације инструмента и тестирања перформанси. Због тога се соларни симулатори често користе као експериментална или калибрациона опрема за симулацију физичких и геометријских особина сунчевог зрачења.

Диоде које емитују светлост (ЛЕД) су постепено постале извор врућег светла за соларне симулаторе због своје високе ефикасности, заштите животне средине, сигурности и стабилности. Тренутно, ЛЕД соларни симулатор углавном реализује симулацију 3А карактеристика на одређеној равни и променљивог сунчевог спектра на земљи. Тешко је симулирати геометријске карактеристике сунчеве светлости под захтевом осветљења соларне константе (100мВ/цм2).

Недавно је тим Сјонг Даксија са Института за биомедицинско инжењерство и технологију Суџоу, Кинеске академије наука, дизајнирао дистрибуирани монокристални ЦОБ пакет високе топлотне проводљивости заснован на вертикалној структури велике снаге ускопојасног ЛЕД извора светлости како би се постигао стабилан излаз високог густина оптичке снаге.

Слика 1 Графички резиме соларног симулатора

Истовремено, предложена је метода концентрирања светлости са пуним отвором ЛЕД-а велике снаге коришћењем супер-хемисферичног звона сочива, а изграђен је скуп закривљених интегралних колимационих система са више извора како би се завршила колимација и хомогенизација извор светлости пуног спектра у опсегу запреминског простора. . Истраживачи су користили поликристалне силицијумске соларне ћелије за спровођење контролисаних експеримената на спољашњој сунчевој светлости и соларном симулатору под једнаким условима, потврђујући спектралну тачност и азимуталну конзистентност соларног симулатора.

Соларни симулатор предложен у овој студији постиже осветљење класе 3А са 1 соларном константном зрачењем у тестној равни од најмање 5цм к 5цм. У центру зрака, унутар радног растојања од 5цм до 10цм, просторна нехомогеност запремине зрачења је мања од 0,2%, угао дивергенције колимираног снопа је ±3°, а временска нестабилност зрачења је мања од 0,3%. Униформно осветљење се може постићи унутар запреминског простора, а његов излазни сноп задовољава косинусни закон у области тестирања.



Слика 2 ЛЕД низови са различитим вршним таласним дужинама

Поред тога, истраживачи су такође развили произвољни софтвер за подешавање и контролу соларног спектра, који је по први пут реализовао истовремену симулацију приземног сунчевог спектра и соларне оријентације под различитим условима. Ове карактеристике га чине важним истраживачким алатом у области соларне фотонапонске индустрије, фотохемије и фотобиологије.



Слика 3 Расподела зрачења циљне површине управно на сноп када је радна удаљеност 100 мм. (а) Нормализована расподела 3Д модела измерених вредности струје; (б) Мапа дистрибуције класе А (мање од 2%) нехомогености зрачења (жута област); (ц) Класа Б (мање од 5%) нехомогеност зрачења. Мапа дистрибуције униформности (жута област); (Д) прави снимак светлосне тачке

Резултати истраживања објављени су у Солар Енерги под насловом соларни симулатор на бази ЛЕД за земаљске сунчеве спектре и оријентације.