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        當前位置:首頁  >  技術文章  >  Sciencetech太陽模擬器

        Sciencetech太陽模擬器

        發布時間:2019-11-03      點擊次數:284

        SCIENCETECH 太陽模擬器可在目標區域產生高強度,均勻的照明。通常,高功率太陽能模擬器使用橢圓形反射鏡來捕獲來自反射鏡內部弧光燈源的光,這種布置會產生具有明亮外部區域和黑暗中心的光圖案。這種不均勻性在許多太陽能模擬器應用中是不可接受的,因此,迫使我們的許多太陽能模擬器競爭對手使用涉及擴散器的設計來減少不均勻性。這導致目標區域上的強度降低和光譜失真。  

        針對這些問題,Sciencetech的解決方案是使用獨特的反射鏡系統,將光“折疊”到目標平面上,從而有效地減少損失的光,而幾乎不會出現光譜畸變,還可以確保輸出光束中沒有色差。

        此外,每個Sciencetech的太陽能模擬器均可定制,以適合您的要求。全反射太陽模擬器的設計允許在功率和均勻性之間進行權衡。較低的功率可以實現較高的均勻性;或當降低均勻性時可以增加功率。

        介紹具有IV測試設備的SCIENCETECH超太陽模擬器 UHE-NL-150。我們制造了許多其他種類的太陽能模擬器,并且此演示也適用于我們的其他太陽能模擬器類型。

        Sciencetech公司設計和制造了三十多種太陽模擬器,如下表所示。

        Solar Simulator

        Target Size

         

        Working Distance

         

        Uniformity

        Collimation

        Half Angle

        Square  Side

        Circ. Diameter

        Inches

        cm

        Inches

        cm

        Inches

        cm

        Class

        Degrees

        Steady-State

        SF300A

        0.7

        1.8

        1

        2.5

        3-4

        13

        A

        1

        SF150B

        0.7

        1.8

        1

        2.5

        3-4

        7.5

        B

        1

        SF150C

        0.7

        1.8

        1

        2.5

        3-4

        7.5

        C

        1

        SF300B

        1.4

        3.6

        2

        5

        3-4

        13

        B

        1

        SF300C

        1.4

        3.6

        2

        5

        3-4

        7.5

        C

        1

        SLB-150A

        1

        2.5

        1

        2.5

        4

        10

        A

        12

        SLB-150B

        1.5

        3.8

        1.5

        3.8

        6

        15

        B

        12

        SLB-300A

        1.5

        3.8

        1.5

        3.8

        6

        15

        A

        12

        SLB-300B

        2

        5

        2

        5

        8

        20

        B

        12

        SS150

        1.4

        3.6

        2

        5

        27

        68

        A

        2.5

        SS0.5kW 

        2.1

        5.2

        3

        7.5

        18

        45

        A

        3

        SS1.0kW

        3.5

        8.8

        5

        12.5

        30

        75

        A

        3

        SS1.6K

        4.3

        11

        6.2

        16

        36

        90

        A

        3

        SS2.5K

        5.6

        14

        7.8

        20

        42

        105

        A

        3

        SS0.5kW-UV

        2.1

        5.3

        3

        7.5

        18

        45

        A

        3

        SS1.0kW-UV

        3.5

        8.8

        5

        12.5

        35.2

        88

        A

        3

        SS1.6kW-UV

        4.5

        11.3

        6.4

        16

        50

        125

        A

        3

        SS2.5kW-UV

        5.6

        14.1

        8

        20

        42

        105

        A

        3

        SFR1.6K 

        6.3

        16

        8.5

        21.5

        ~12

        30

        B

        0.7

        SFR3.0K

        8.4

        21

        11.5

        29.5

        ~12

        30

        B

        0.7

        UHE-1

        3

        7.6

        3

        7.6

        22

        55

        A

        5

        UHE-15-I

        5

        12.7

        5

        12.7

        22

        55

        B

        5

        UHE-15-II

        4

        10

        4

        10

        18

        45

        B

        5

        UHE-15-III 

        6

        16

        6

        16

        24

        60

        B

        5

        UHE-15-IV 

        5

        12.7

        5

        12.7

        24

        60

        B

        5

        UHE-16

        6.3

        16

        6.3

        16

        23

        58

        A

        5

        UHE-33

        12

        33

        12

        33

        44

        110

        A

        5

        UHE-45

        18

        45

        18

        45

        44

        110

        A

        5

        Solar LightLine A1

        1

        2.5

        1

        2.5

        4

        10

        A

        10

        Solar LightLine A4

        1

        2.5

        1

        2.5

        4

        10

        A

        10

        SL-38A-WS

        1.5

        3.8

        1.5

        3.8

        10

        25

        A

        10

        SL-50A-WS

        2.0

        5.0

        2.0

        5.0

        10

        25

        A

        10

        SL-60A-WS

        2.4

        6.0

        2.4

        6.0

        10

        25

        A

        10

        LASI

        20

        50

        20

        50

        40

        100

        C

        10

        TOPS

        8.4

        21

        12

        30

        25

        72

        B

        ~20

        Flash

        PSS1

        40

        100

        40

        100

        40

        100

        A

        not collimated

        PSS1.5

        60

        150

        60

        150

        40

        100

        A

        not collimated

        PSS2

        80

        200

        80

        200

        40

        100

        A

        not collimated

        Flash
        Concentrator

        FSSC 200-4000 Suns

        2

        5

        2

        5

        ~0.5

        ~1.2

        A

        15

        太陽常數和太陽模擬 

        在各種研究領域中,以兩種方式測量了來自太陽的輻射。太陽常數是在垂直于入射角的平面上入射到地球大氣表面的光的輻照度或強度。

        世界氣象組織已將該值定義為大氣外1366.7W / m 2

        由于大氣中的吸收和散射效應,太陽在地球表面的輻照度在不同條件下會發生變化,因此,關于太陽模擬器的輻照度,許多其他常數很重要。 

        Solar Spectrum *

        Filter

        Power Density 
        (mW/cm2)

        Transmission %

        In Space

        AM0

        137

        61.3%

        Direct solar spectrum at 0o zenith angle

        AM1.0D

        104

        67%

        Global solar spectrum at 0o zenith angle

        AM1.0G

        100

        66.7%

        Direct solar spectrum at 48.2o zenith angle

        AM1.5D

        93

        65%

        Global solar spectrum at 48.2 o zenith angle

        AM1.5G

        100

        58.5%

        Direct solar spectrum at 60.1o zenith angle

        AM2.0D

        71

        57.3%

        * All Measurements are at sea level, excluding AM0

        在大氣層以下,太陽發出的輻射可分為兩個部分:來自太陽本身的直接輻射,以及來自天空其余部分的散射輻射,包括從地面反射回來的一部分。調整太陽模擬器以模仿各種環境下的太陽光譜分布;為此,可使用空氣質量(AM)濾鏡更改和完善來自氙弧燈光源的光譜分布。

        在討論濾鏡時,使用直接(D)濾鏡模仿直接輻射光譜,并通過使用將兩個分量一起模仿的全局(G)濾鏡來匹配包括散射的天空和地面輻射在內的總輻射。 

        上表給出了在許多可以模擬的常見條件下兩種Sciencetech濾光片類型的1 SUN輻照度值,以及相對于250-2500nm之間未濾光的近似透射率值。

         Sciencetech的AM濾波器設計為可在標準條件下單獨使用,盡管它們也可以串聯排列以產生其他光譜分布。我們比賽使用的許多太陽模擬器系統都要求串聯使用濾波器以達到與Sciencetech濾波器相同的性能,例如,串聯使用AM0和AM1.0濾波器以獲得AM1.0光譜分布,而Scientifictech的AM1.0濾波器可以單獨使用以獲得相同的結果,從而減少了功率損耗并減少了其他濾波器的成本。

         

        大多數Sciencetech太陽模擬器都使用氙弧燈,這使系統能夠產生強烈的準直光束,類似于5.8K黑體。兩者之間大的區別是氙弧線出現在電弧光譜中,而大氣吸收則在太陽光譜中,這在800-1100nm范圍內尤為突出,這是因為燈的線輸出強度很高。AM0濾光片可以降低這種影響,從而使特定頻段的平均水平與大氣層上方的太陽水平相匹配,優于±25%,盡管使用實用的濾光片不可能完全消除氙氣線,同時保留光譜的其余部分。AM1.0、1.5和2.0濾光片還可以針對不同的海平面條件修改光譜的可見光和紫外線部分,

        左圖顯示了Sciencetech全反射太陽能模擬器的典型輸出光譜。這些光譜輻照度曲線結合了氙弧燈光源,空氣質量過濾器和太陽模擬器光束均化器內部使用的反射鏡的光譜曲線。

        實際輸出光譜可能會因燈的狀況和空氣過濾器的制造公差而有所不同。為了簡化我們的太陽模擬器的光譜曲線與ASTM E927-10標準曲線的直觀比較,將模擬器的輸出歸一化為相應的標準光譜。

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