A radiação solar no solo é muito afetada por fatores ambientais, como atmosfera, tempo, geografia e clima. É difícil obter luz solar estável, repetível e controlável a tempo e não pode atender aos requisitos de experimentos quantitativos, calibração de instrumentos e testes de desempenho. Portanto, os simuladores solares são frequentemente usados como equipamentos experimentais ou de calibração para simular as propriedades físicas e geométricas da radiação solar.
Diodos{0}} emissores de luz (LEDs) tornaram-se gradualmente uma fonte de luz quente para simuladores solares devido à sua alta eficiência, proteção ambiental, segurança e estabilidade. Atualmente, o simulador solar LED realiza principalmente a simulação de características 3A em um plano específico e a mudança do espectro solar do solo. É difícil simular as características geométricas da luz solar sob a exigência de uma iluminação solar constante (100mW/cm2).
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.
Figura 1 Resumo gráfico do simulador solar
Ao mesmo tempo, é proposto um método de concentração de luz com abertura total de LED de alta-potência usando uma lente de chiming super-hemisférica e um conjunto de integrais de múltiplas-fontes curvas sistema de colimação é construído para completar a colimação e homogeneização da fonte de luz de espectro completo-na faixa de espaço de volume. . Os pesquisadores usaram células solares de silício policristalino para realizar experimentos controlados na luz solar externa e um simulador solar em condições iguais, verificando a precisão espectral e a consistência azimutal do simulador solar.
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.
Figura 2 Matrizes de LED com diferentes comprimentos de onda de pico
Além disso, os pesquisadores também desenvolveram software arbitrário de ajuste e controle do espectro solar, que pela primeira vez realizou a simulação simultânea do espectro solar terrestre e da orientação solar sob diferentes condições. Essas características o tornam uma importante ferramenta de pesquisa nas áreas de indústria solar fotovoltaica, fotoquímica e fotobiologia.
Fig. 3 A distribuição de irradiância da superfície alvo perpendicular ao feixe quando a distância de trabalho é de 100mm. (a) Distribuição do modelo 3D normalizado dos valores de corrente medidos; (b) Mapa de distribuição da não homogeneidade de irradiância classe A (menos de 2 por cento ) (área amarela); (c) Classe B (menos de 5 por cento) irradiância heterogênea Mapa de distribuição de uniformidade (área amarela); (D) tiro real do ponto de luz
Os resultados da pesquisa foram publicados na Solar Energy sob o título de simulador solar baseado em LED-para espectros e orientações solares terrestres.
