يتأثر الإشعاع الشمسي الأرضي بشكل كبير بالعوامل البيئية مثل الغلاف الجوي والوقت والجغرافيا والمناخ. من الصعب الحصول على ضوء شمس مستقر وقابل للتكرار ويمكن التحكم فيه في الوقت المناسب ، ولا يمكنه تلبية متطلبات التجارب الكمية ومعايرة الأجهزة واختبار الأداء. لذلك ، غالبًا ما تستخدم أجهزة المحاكاة الشمسية كمعدات تجريبية أو معايرة لمحاكاة الخصائص الفيزيائية والهندسية للإشعاع الشمسي.
أصبحت الصمامات الثنائية الباعثة للضوء - تدريجيًا مصدر ضوء ساخن لمحاكيات الطاقة الشمسية نظرًا لكفاءتها العالية وحماية البيئة وسلامتها واستقرارها. في الوقت الحاضر ، يدرك جهاز محاكاة الطاقة الشمسية LED بشكل أساسي محاكاة خصائص 3A على مستوى معين والطيف الشمسي الأرضي المتغير. من الصعب محاكاة الخصائص الهندسية لضوء الشمس تحت شرط إضاءة ثابتة للشمس (100 ميجا واط / سم 2).
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.
الشكل 1 الشكل 1 ملخص رسومي لمحاكاة الطاقة الشمسية
في الوقت نفسه ، تم اقتراح طريقة لتركيز الضوء بفتحة كاملة من - LED عالي الطاقة باستخدام - عدسة متناغمة نصف كروية فائقة ومجموعة من - مصادر متعددة متكاملة تم إنشاء نظام الموازاة لإكمال الموازاة والتجانس لمصدر ضوء الطيف - الكامل في نطاق مساحة الحجم. . استخدم الباحثون الخلايا الشمسية المصنوعة من السليكون متعدد الكريستالات لإجراء تجارب محكومة على ضوء الشمس الخارجي وجهاز محاكاة للطاقة الشمسية في ظل ظروف متساوية ، للتحقق من الدقة الطيفية والاتساق السمتي لجهاز محاكاة الطاقة الشمسية.
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.
الشكل 2 الشكل 2 صفائف LED ذات أطوال موجية مختلفة الذروة
بالإضافة إلى ذلك ، طور الباحثون أيضًا برنامجًا تعسفيًا لتركيب الطيف الشمسي والتحكم فيه ، والذي أدرك لأول مرة المحاكاة المتزامنة للطيف الشمسي الأرضي والتوجه الشمسي في ظل ظروف مختلفة. هذه الخصائص تجعلها أداة بحث مهمة في مجالات صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، والكيمياء الضوئية ، وعلم الأحياء الضوئية.
الشكل 3 توزيع الإشعاع للسطح المستهدف عموديًا على الحزمة عندما تكون مسافة العمل 100 مم. (أ) توزيع نموذج ثلاثي الأبعاد معياري للقيم الحالية المقاسة ؛ (ب) خريطة التوزيع للفئة أ (أقل من 2 في المائة) عدم تجانس الإشعاع (المنطقة الصفراء) ؛ (ج) الفئة ب (أقل من 5 في المائة) خريطة توزيع عدم تجانس الإشعاع (المنطقة الصفراء) ؛ (د) لقطة حقيقية من بقعة الضوء
تم نشر نتائج البحث في Solar Energy تحت عنوان المحاكي الشمسي القائم على LED - للأطياف والتوجهات الشمسية الأرضية.
