Akademi Sains China membuat kemajuan dalam teknologi simulasi solar LED

Sinaran suria tanah banyak dipengaruhi oleh faktor persekitaran seperti atmosfera, masa, geografi dan iklim. Sukar untuk mendapatkan cahaya matahari yang stabil, berulang dan boleh dikawal dalam masa, dan ia tidak dapat memenuhi keperluan eksperimen kuantitatif, penentukuran instrumen dan ujian prestasi. Oleh itu, simulator suria sering digunakan sebagai peralatan eksperimen atau penentukuran untuk mensimulasikan sifat fizikal dan geometri sinaran suria.

Diod pemancar cahaya (LED) telah beransur-ansur menjadi sumber cahaya panas untuk simulator solar kerana kecekapan tinggi, perlindungan alam sekitar, keselamatan dan kestabilan. Pada masa ini, simulator solar LED terutamanya menyedari simulasi ciri 3A pada satah tertentu dan spektrum suria tanah yang berubah-ubah. Sukar untuk mensimulasikan ciri geometri cahaya matahari di bawah keperluan pencahayaan pemalar suria (100mW/cm2).

Baru-baru ini, pasukan Xiong Daxi dari Institut Kejuruteraan dan Teknologi Bioperubatan Suzhou, Akademi Sains China, mereka bentuk pakej COB kristal tunggal kekonduksian haba tinggi yang diedarkan berdasarkan sumber cahaya LED jalur sempit struktur menegak berkuasa tinggi untuk mencapai output yang stabil ketumpatan kuasa optik.

Rajah 1 Ringkasan grafik simulator suria

Pada masa yang sama, kaedah menumpukan cahaya dengan apertur penuh LED berkuasa tinggi dengan menggunakan kanta bunyi hemisfera super dicadangkan, dan satu set sistem penyepaduan kamiran pelbagai sumber melengkung dibina untuk melengkapkan penyelarasan dan penyeragaman sumber cahaya spektrum penuh dalam julat ruang isipadu. . Para penyelidik menggunakan sel suria silikon polihabluran untuk menjalankan eksperimen terkawal pada cahaya matahari luar dan simulator suria di bawah keadaan yang sama, mengesahkan ketepatan spektrum dan konsistensi azimut simulator suria.

Simulator suria yang dicadangkan dalam kajian ini mencapai pencahayaan kelas 3A dengan 1 sinaran malar suria dalam satah ujian sekurang-kurangnya 5cm x 5cm. Di tengah-tengah rasuk, dalam jarak kerja 5sm hingga 10sm, ketakhomogenan spatial isipadu sinaran adalah kurang daripada 0.2%, sudut perbezaan rasuk berkolima adalah ±3°, dan ketidakstabilan masa sinaran adalah kurang daripada 0.3%. Pencahayaan seragam boleh dicapai dalam ruang isipadu, dan pancaran keluarannya memenuhi undang-undang kosinus di kawasan ujian.



Rajah 2 Tatasusunan LED dengan panjang gelombang puncak yang berbeza

Di samping itu, para penyelidik juga membangunkan perisian pemasangan dan kawalan spektrum suria sewenang-wenangnya, yang buat pertama kalinya menyedari simulasi serentak spektrum suria tanah dan orientasi suria di bawah keadaan yang berbeza. Ciri-ciri ini menjadikannya alat penyelidikan penting dalam bidang industri fotovoltaik suria, fotokimia, dan fotobiologi.



Rajah 3 Taburan sinaran permukaan sasaran berserenjang dengan rasuk apabila jarak kerja ialah 100mm. (a) Pengagihan model 3D ternormal bagi nilai semasa yang diukur; (b) Peta taburan kelas A (kurang daripada 2%) ketakhomogenan sinaran (kawasan kuning); (c) Kelas B (kurang daripada 5%) ketakhomogenan sinaran Peta taburan keseragaman (kawasan kuning); (D) pukulan sebenar titik cahaya

Hasil penyelidikan telah diterbitkan dalam Tenaga Suria di bawah tajuk simulator solar berasaskan LED untuk spektrum dan orientasi suria terestrial.