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高辐照度太阳光模拟器

简要描述:高辐照度太阳光模拟器满足大面积太阳光汇聚所具有的太阳光辐照特性,并能根据实际研究需求调节焦平面大小及焦平面辐照强度。

  • 产品型号:HISS-1
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2024-02-20
  • 访  问  量:1227
详细介绍

高辐照度太阳光模拟器


光斑面积:1cm-30cm实际上光斑可以做无限大

光强:10sun-3000sun  

光源:氙灯或者金属卤素灯

调节:可单灯单独使用,单独调节输出功率,也可一起调节。


如果您有其他技术需求,请联系我们,可以为您定制,提供满足您需求的解决方案。


高辐照度太阳光模拟器满足大面积太阳光汇聚所具有的太阳光辐照特性,并能根据实际研究需求调节焦平面大小及焦平面辐照强度。


高辐照度太阳模拟器是聚光型太阳光模拟器,聚光系统是该太阳光模拟器的核心组成部分。

虽然太阳能是取之不尽、用之不竭的能源,但是太阳能的能量密度低,每平方米的辐射能约1400 瓦,如果考虑天候和日夜的差别,太阳能每平方米的辐射能平均只剩不到300瓦。为此可通过聚光的方式获得较高的能量密度,将太阳能转化为热能进行应用。在太阳能热利用领域根据其能源转换方式的不同,可分为太阳能热发电和太阳能热化学应用。

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根据聚光系统的不同太阳能热发电系统可分为槽式太阳能发电系统、塔式太阳能发电系统和碟式太阳能发电系统。槽式太阳能发电系统利用槽形抛物面反射镜,将太阳辐射聚焦到真空管集热器,聚光比通常在10-100之间,运行温度400℃。塔式太阳能发电系统利用大量定日镜将太阳光聚焦到装在中央塔上的接收器上,塔式太阳能发电系统的聚光比可达1500,吸热器温度为800℃1300℃。碟式太阳能发电聚光镜聚光比最高达4000 以上,吸热器最高温度约为1500℃

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太阳能热化学应用主要有:热化学制氢、二氧化碳捕获。热化学制氢是以水蒸气为反应物,金属氧化物(如ZnOTiO2等)为催化剂通过两步法将水蒸气分解为氢气和氧气,反应温度一般在2000℃左右。二氧化碳捕获同样是金属氧化物催化的两步法反应,反应物为二氧化碳和水蒸气,反应生成氢气和一氧化碳,反应所需最高温度为1640℃

太阳常数

太阳常数(SO):地球位于一个天文单位(近似等于日地平均距离约15亿千米)时,在大气层外垂直于太阳辐射平面上,单位面积所接收的太阳辐射量。太阳常数包括含可见光在内的所有波段的太阳辐射。人造地球卫星表面测得的数据最小值近似为1.361kW/ ,最大值近似为1.36kW/m²,比最小值高0.1%

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太阳光谱

太阳辐射可以看做是温度为5800K的黑体辐射。太阳辐射在经过大气层时强度减弱,大气层中的化学物质与一定波长的光发生反应并将其吸收,臭氧吸收大部分的短波光线,水蒸气吸收长波光线,最终到达地表的太阳能辐射中的近紫外线和远红外线十分有限。

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太阳能模拟器简介

太阳是影响地球环境因子(如温度、湿度、风等)之源,太阳模拟是利用人工光源模拟太阳光辐照特性的一门技术。太阳模拟器是在室内模拟不同大气质量下太阳光辐照特性的一种试验或定标设备。由于地面自然光在辐照稳定性、辐照均匀性以及测量时间有限制,所以在太阳能利用的实验室研究阶段,通常用太阳光模拟器代替地面实际太阳光。

在航天领域中,太阳光模拟器是完成航天技术中卫星的热平衡试验,检测卫星的热设计关键的设备。在太阳能光伏科学与工程中,太阳光模拟器被用于太阳能电池的检测与标定。太阳光模拟器也可以用于遥感技术室内模拟太阳光谱辐照、建材行业中材料的耐辐射老化试验。高辐射太阳模拟器还可以用于试验太阳能集热器的性能、用于照射植物生长的人下太阳房。一些实验室已在环境模拟室、车辆性能试验和军*产品试验领域大规模应用高辐射太阳模拟器。太阳模拟器也被广泛的用于太阳热发电系统的实验研究,用于模拟实现不同地域,不同季节的太阳辐照度。

太阳辐射模拟包括空间辐射模拟和地面辐射模拟。其主要作用是提供与太阳光相匹配的、均匀的、准直或汇聚、稳定的具有一定辐照度的光源。技术指标包括不同大气质量条件下的太阳光谱特性、太阳光辐照度、太阳光准直角、辐照不均匀度、辐照不稳定度等方面。空间辐射的模拟在光线的平行度、谱能分布的允差、辐射强度的均匀性都有比较严格的要求;相对而言,地面辐射的模拟对光线的平行度没有要求,其它两项要求比较低。

太阳模拟器按照应用领域的不同分为对大气质量为AM0的空间太阳模拟器和大气质量为AM1.5的地面太阳模拟器。按照实验目的及要求的不同,分为热效应太阳模拟器和全光谱太阳模拟器。按其出口光线,分为准直型太阳模拟器和非准直型太阳模拟器,非准直型又分为集聚型和发散型。按照光源的性能,分为脉冲和稳态两种形态。按照其规模,分为大型、中型以及小型太阳模拟器。按照其用途,分为通用性和专用型。

空间太阳模拟器一般为大型全光谱准直型太阳模拟器,主要应用于航天领域;地面太阳模拟器一般为中小型专用太阳模拟器,广泛应用于不同的领域。


聚光式太阳光模拟器

聚光型太阳模拟器模拟的是实际大面积太阳光汇聚后的太阳辐照度,由于实际汇聚的太阳光非平行光,因此,一般没有匀光和准直系统。大面积太阳光汇聚一般用于太阳能塔式发电及太阳能热化学应用,因此其辐照度较高,一般为成千甚至上万个太阳常数。

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聚光式太阳模拟器主要由聚光系统、机械系统、电控系统和冷却系统组成。由于集聚型太阳光模拟器的目标是模拟高辐照度太阳光,聚光系统是其最重要的组成部分,其他系统用于辅助聚光系统进行工作。

聚光系统主要是由光源以及聚光系统组成的。光源发出的光经过聚光镜直接汇聚或先经聚光镜反光再经过聚光器将光线汇聚在合适的焦面上。滤光片根据实际需要适时添加,考虑到成本及其性能,一般没有匀光和准直系统。

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现有高辐照度太阳模拟器的聚光系统主要有两种,第一,多光源聚光系统,即采用多个光源,并将其汇聚到同一区域内,通过叠加的方式获得高辐照强度;第二,单一光源聚光系统,即只采用一个光源,利用聚光系统进行汇聚,以获得高辐照强度。

多光源系统每个光源均配有聚光系统,因此其设备较多,安装较复杂,对系统的加工要求较高。但多光源可通过调节光源个数及光源功率的方式调节辐照度大小,其灵活性较高;而且每个光源的功率较小,可采用空冷光源,避免了冷却水的遮挡,聚光效果较好,同时对聚光系统的加工要求较低。

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单光源聚光系统设备较少,方便控制,可靠性高,但大功率光源需采用水冷以冷却电极及反光罩确保光源能够长期安全运行,冷却水会造成光线遮挡及光线散射,影响聚光系统的汇聚效果,因此多采用二次聚光以增强聚光效率,其聚光镜的设计难度较高。而且,太阳光模拟器中光源温度较高,对聚光镜表面有较强的腐蚀性,功率越高腐蚀性越强,所以,单一光源聚光系统的加工要求较高。

 


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