Қытай ғылым академиясы жарықдиодты күн сәулесін модельдеу технологиясында прогресске қол жеткізді

Жердегі күн радиациясына атмосфера, уақыт, география және климат сияқты қоршаған орта факторлары үлкен әсер етеді. Тұрақты, қайталанатын және басқарылатын күн сәулесін уақытында алу қиын және ол сандық эксперименттердің, аспаптарды калибрлеудің және өнімділікті тексерудің талаптарына жауап бере алмайды. Сондықтан күн симуляторлары жиі күн радиациясының физикалық және геометриялық қасиеттерін модельдеу үшін тәжірибелік немесе калибрлеу жабдықтары ретінде пайдаланылады.

Жарық диодтары (жарық диодтары) жоғары тиімділігіне, қоршаған ортаны қорғауға, қауіпсіздік пен тұрақтылыққа байланысты күн симуляторлары үшін бірте-бірте ыстық жарық көзіне айналды. Қазіргі уақытта жарықдиодты күн симуляторы негізінен 3А сипаттамаларын белгілі бір жазықтықта және өзгеретін жердегі күн спектрін модельдеуді жүзеге асырады. Күн тұрақтысы (100мВт/см2) жарықтандыру талабы кезінде күн сәулесінің геометриялық сипаттамаларын модельдеу қиын.

Жақында Қытай ғылым академиясының Сучжоу биомедициналық инженерия және технология институтының Сионг Даси командасы жоғары қуатты тік құрылымға негізделген тар жолақты жарықдиодты жарық көзіне негізделген жоғары жылу өткізгіштігі бар бір кристалды COB пакетін әзірледі. оптикалық қуат тығыздығы.

1-сурет Күн симуляторының графикалық қысқаша мазмұны

Сонымен қатар, супержарты шар тәрізді шимингерлік линзаны қолдану арқылы жоғары қуатты жарық диодты толық диафрагмасы бар жарықты шоғырландыру әдісі ұсынылған және коллимация мен гомогенизацияны аяқтау үшін қисық көп көзді интегралды коллимация жүйесі салынған. көлемдік кеңістік ауқымындағы толық спектрлі жарық көзі. . Зерттеушілер күн симуляторының спектрлік дәлдігі мен азимуттық консистенциясын тексере отырып, тең жағдайларда сыртқы күн сәулесінде және күн симуляторында бақыланатын эксперименттер жүргізу үшін поликристалды кремний күн батареяларын пайдаланды.

Осы зерттеуде ұсынылған күн симуляторы кемінде 5 см x 5 см сынақ жазықтығында 1 күн тұрақты сәулеленуімен 3А класты жарықтандыруға қол жеткізеді. Сәуленің ортасында 5см-ден 10см-ге дейінгі жұмыс қашықтығында сәулелену көлемінің кеңістіктік біркелкілігі 0,2%-дан аз, коллимациялық сәуленің дивергенция бұрышы ±3°, сәулелену уақытының тұрақсыздығы 0,3%-дан аз. Көлемдік кеңістікте біркелкі жарықтандыруға қол жеткізуге болады және оның шығыс сәулесі сынақ аймағындағы косинус заңын қанағаттандырады.



2-сурет Әр түрлі шыңдық толқын ұзындығы бар жарықдиодты массивтер

Сонымен қатар, зерттеушілер күн спектрін орнату мен басқарудың еркін бағдарламалық құралын әзірледі, ол алғаш рет жердегі күн спектрін және әртүрлі жағдайларда күн бағдарын бір уақытта модельдеуді жүзеге асырды. Бұл сипаттамалар оны күн фотоэлектрлік өнеркәсіп, фотохимия және фотобиология салаларында маңызды зерттеу құралына айналдырады.



3-сурет Жұмыс қашықтығы 100мм болғанда сәулеге перпендикуляр нысана бетінің сәулеленуінің таралуы. (a) Өлшенетін ток мәндерінің нормаланған 3D үлгісін бөлу; (b) А класының таралу картасы (2%-дан аз) сәулеленудің біркелкі еместігі (сары аймақ); (c) В класы (5%-дан аз) сәулеленудің біртекті еместігі Біркелкіліктің таралу картасы (сары аймақ); (D) жарық нүктесінің нақты түсірілімі

Зерттеу нәтижелері Solar Energy журналында жерүсті күн спектрлері мен бағдарларына арналған жарық диодты негізіндегі күн симуляторы деген атпен жарияланды.