A földi napsugárzást nagymértékben befolyásolják az olyan környezeti tényezők, mint a légkör, az idő, a földrajz és az éghajlat. Nehéz időben stabil, megismételhető és szabályozható napfényt elérni, és nem felel meg a kvantitatív kísérletek, a műszer kalibrálása és a teljesítményvizsgálat követelményeinek. Ezért a napszimulátorokat gyakran kísérleti vagy kalibrációs berendezésként használják a napsugárzás fizikai és geometriai tulajdonságainak szimulálására.
A fénykibocsátó diódák (LED-ek) nagy hatékonyságuk, környezetvédelemük, biztonságuk és stabilitásuk miatt fokozatosan a napszimulátorok forró fényforrásává váltak. Jelenleg a LED napelem szimulátor elsősorban a 3A jellemzők szimulációját valósítja meg egy adott síkon és a változó földi napspektrumon. Nehéz szimulálni a napfény geometriai jellemzőit a napállandó (100mW/cm2) megvilágítás követelménye mellett.
A közelmúltban Xiong Daxi csapata a Kínai Tudományos Akadémia Suzhou Biomedical Engineering and Technology Intézetéből egy elosztott, nagy teljesítményű, nagy teljesítményű függőleges szerkezetű keskeny sávú LED fényforráson alapuló elosztott, nagy teljesítményű, nagy teljesítményű, keskeny sávú LED-es fényforráson alapuló elosztott, nagy hővezető képességű egykristályos COB-csomagot tervezett, hogy stabil, nagy optikai teljesítménysűrűségű teljesítményt érjen el.
1. ábra A napelem szimulátor grafikus összefoglalása
Ugyanakkor javaslatot tesznek a fénynek a nagy teljesítményű LED teljes rekeszértékével való koncentrálására egy szuper-félgömb alakú chiming objektív használatával, és egy sor ívelt, többforrású integrált kollimációs rendszert építenek ki a teljes spektrumú fényforrás kollimációjának és homogenizálásának befejezésére a térfogattértartományban. . A kutatók polikristályos szilícium napelemeket használtak, hogy ellenőrzött kísérleteket végezzenek a kültéri napfényen és egy napszimulátort egyenlő körülmények között, ellenőrizve a napszimulátor spektrális pontosságát és azimuthal konzisztenciáját.
Az ebben a tanulmányban javasolt napelem szimulátor 3A osztályú megvilágítást ér el 1 napállandó besugárzással egy legalább 5 cm x 5 cm-es tesztsíkban. A sugár közepén, az 5 cm és 10 cm közötti munkatávolságon belül a besugárzási térfogat térbeli inhomogenitása kevesebb, mint 0,2%, a kollimált sugár divergencia szöge ±3°, és a besugárzási idő instabilitása kevesebb, mint 0,3%. Egyenletes megvilágítás érhető el a térfogattérben, és kimeneti sugara megfelel a vizsgálati területen a koszinusz törvényének.
2. ábra KÜLÖNBÖZŐ csúcs hullámhosszú LED tömbök
Emellett a kutatók tetszőleges napspektrum-szerelvény- és vezérlőszoftvert is kifejlesztettek, amely először valósította meg a földi napspektrum és a nap tájolásának egyidejű szimulációját különböző körülmények között. Ezek a jellemzők fontos kutatási eszközzé teszik a napenergia-fotovoltaikus ipar, a fotokémia és a fotobiológia területén.
3. ábra A célfelület besugárzási eloszlása merőleges a gerendára, ha a munkatávolság 100 mm. a) a mért áramértékek normalizált 3D modelleloszlása; b) az A osztály eloszlási térképe (kevesebb, mint 2%) besugárzási inhomogeneitás (sárga terület); c) B. osztály (kevesebb, mint 5%) besugárzás inhomogeneitás Az egyöntetűség eloszlási térképe (sárga terület); (D) valódi lövés a fényfoltról
A kutatási eredményeket a Solar Energy-ben tették közzé LED-alapú napszimulátor címmel földi napspektrumokhoz és tájolásokhoz.
