大型太陽(yáng)光模擬器利用人工光源模擬太陽(yáng)光輻射,以克服太陽(yáng)光輻射受時(shí)間和氣候影響,并且總輻照度不能調節等缺點(diǎn)。廣泛用于光伏、農業(yè)等領(lǐng)域。儀器能夠較為地模擬太陽(yáng)輻射的準直性、均勻性和光譜特性。
儀器由光源、儲能供電電路、觸發(fā)電路、電子負載、采集電路以及計算機等模塊組成,在整個(gè)太陽(yáng)模擬器中,其中的關(guān)鍵部件可以分成六個(gè)模塊,它們是光源,儲能供電模塊,濾光系統,勻光系統,電子負載,軟件系統。
大型太陽(yáng)光模擬器主要部件:
1、氙燈:作為發(fā)光源,惰性氣體放電,輻射效率高,且大部分輻射集中在可見(jiàn)光和近紅外區,與太陽(yáng)電池的吸收譜匹配較好。
2、金屬橢球面反射鏡:用于太陽(yáng)光模擬器的反射聚光系統,收集脈沖氙燈的輻射能量。
3、光學(xué)積分器:用于勻光,實(shí)現均勻輻照。由前后兩個(gè)透鏡陣列組成,可以將由橢圓聚光鏡的光線(xiàn)交錯疊加進(jìn)行勻光。
4、準直物鏡:對勻光后的光束進(jìn)行準直,實(shí)現平行光輸出。
5、大氣質(zhì)量濾光片:通過(guò)特殊膜系曲線(xiàn)設計濾光片,使得氙燈光譜和標準太陽(yáng)光譜一致。AM0是指在地球外空間接受太陽(yáng)光的情況,適用于人造衛星和宇宙飛船等應用場(chǎng)合;AM1.5是指太陽(yáng)處于天頂角約為48.2°時(shí)在地面上的太陽(yáng)光譜總輻射能量,主要用于地面用太陽(yáng)電池測試。
大型太陽(yáng)光模擬器的光室為氙燈提供了一個(gè)安全的空間,在光室里面有安全自鎖系統,用來(lái)操作的安全性和系統的安全。積分器風(fēng)扇和濾光片風(fēng)扇用來(lái)光學(xué)器件的正常運轉,并維持光室的溫度。氙燈采用連續發(fā)光系統,從而避免了光源受到太陽(yáng)能電池材料響應時(shí)間的限制,氙燈為無(wú)臭氧短弧氙燈。