高輻照度太陽(yáng)光模擬器

光斑面積：1cm-30cm實(shí)際上光斑可以做無(wú)限大

光強：10sun-3000sun  

光源：氙燈或者金屬鹵素燈

調節：可單燈單獨使用，單獨調節輸出功率，也可一起調節。

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高輻照度太陽(yáng)光模擬器滿(mǎn)足大面積太陽(yáng)光匯聚所具有的太陽(yáng)光輻照特性,并能根據實(shí)際研究需求調節焦平面大小及焦平面輻照強度。

高輻照度太陽(yáng)模擬器是聚光型太陽(yáng)光模擬器,聚光系統是該太陽(yáng)光模擬器的核心組成部分。

雖然太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的能源，但是太陽(yáng)能的能量密度低，每平方米的輻射能約1400 瓦，如果考慮天候和日夜的差別，太陽(yáng)能每平方米的輻射能平均只剩不到300瓦。為此可通過(guò)聚光的方式獲得較高的能量密度，將太陽(yáng)能轉化為熱能進(jìn)行應用。在太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域根據其能源轉換方式的不同，可分為太陽(yáng)能熱發(fā)電和太陽(yáng)能熱化學(xué)應用。

根據聚光系統的不同太陽(yáng)能熱發(fā)電系統可分為槽式太陽(yáng)能發(fā)電系統、塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統和碟式太陽(yáng)能發(fā)電系統。槽式太陽(yáng)能發(fā)電系統利用槽形拋物面反射鏡,將太陽(yáng)輻射聚焦到真空管集熱器,聚光比通常在10-100之間,運行溫度400℃。塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統利用大量定日鏡將太陽(yáng)光聚焦到裝在中央塔上的接收器上，塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統的聚光比可達1500，吸熱器溫度為800℃～1300℃。碟式太陽(yáng)能發(fā)電聚光鏡聚光比最高達4000 以上,吸熱器最高溫度約為1500℃。

太陽(yáng)能熱化學(xué)應用主要有:熱化學(xué)制氫、二氧化碳捕獲。熱化學(xué)制氫是以水蒸氣為反應物，金屬氧化物（如ZnO、TiO₂等）為催化劑通過(guò)兩步法將水蒸氣分解為氫氣和氧氣，反應溫度一般在2000℃左右。二氧化碳捕獲同樣是金屬氧化物催化的兩步法反應，反應物為二氧化碳和水蒸氣，反應生成氫氣和一氧化碳，反應所需最高溫度為1640℃。

太陽(yáng)常數

太陽(yáng)常數（SO):地球位于一個(gè)天文單位（近似等于日地平均距離約15億千米)時(shí)，在大氣層外垂直于太陽(yáng)輻射平面上，單位面積所接收的太陽(yáng)輻射量。太陽(yáng)常數包括含可見(jiàn)光在內的所有波段的太陽(yáng)輻射。人造地球衛星表面測得的數據最小值近似為1.361kW/ m2，最大值近似為1.36kW/m2，比最小值高0.1%。

太陽(yáng)光譜

太陽(yáng)輻射可以看做是溫度為5800K的黑體輻射。太陽(yáng)輻射在經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)強度減弱，大氣層中的化學(xué)物質(zhì)與一定波長(cháng)的光發(fā)生反應并將其吸收，臭氧吸收大部分的短波光線(xiàn)，水蒸氣吸收長(cháng)波光線(xiàn)，最終到達地表的太陽(yáng)能輻射中的近紫外線(xiàn)和遠紅外線(xiàn)十分有限。

太陽(yáng)能模擬器簡(jiǎn)介

太陽(yáng)是影響地球環(huán)境因子(如溫度、濕度、風(fēng)等)之源，太陽(yáng)模擬是利用人工光源模擬太陽(yáng)光輻照特性的一門(mén)技術(shù)。太陽(yáng)模擬器是在室內模擬不同大氣質(zhì)量下太陽(yáng)光輻照特性的一種試驗或定標設備。由于地面自然光在輻照穩定性、輻照均勻性以及測量時(shí)間有限制，所以在太陽(yáng)能利用的實(shí)驗室研究階段，通常用太陽(yáng)光模擬器代替地面實(shí)際太陽(yáng)光。

在航天領(lǐng)域中，太陽(yáng)光模擬器是完成航天技術(shù)中衛星的熱平衡試驗，檢測衛星的熱設計關(guān)鍵的設備。在太陽(yáng)能光伏科學(xué)與工程中，太陽(yáng)光模擬器被用于太陽(yáng)能電池的檢測與標定。太陽(yáng)光模擬器也可以用于遙感技術(shù)室內模擬太陽(yáng)光譜輻照、建材行業(yè)中材料的耐輻射老化試驗。高輻射太陽(yáng)模擬器還可以用于試驗太陽(yáng)能集熱器的性能、用于照射植物生長(cháng)的人下太陽(yáng)房。一些實(shí)驗室已在環(huán)境模擬室、車(chē)輛性能試驗和軍*產(chǎn)品試驗領(lǐng)域大規模應用高輻射太陽(yáng)模擬器。太陽(yáng)模擬器也被廣泛的用于太陽(yáng)熱發(fā)電系統的實(shí)驗研究，用于模擬實(shí)現不同地域，不同季節的太陽(yáng)輻照度。

太陽(yáng)輻射模擬包括空間輻射模擬和地面輻射模擬。其主要作用是提供與太陽(yáng)光相匹配的、均勻的、準直或匯聚、穩定的具有一定輻照度的光源。技術(shù)指標包括不同大氣質(zhì)量條件下的太陽(yáng)光譜特性、太陽(yáng)光輻照度、太陽(yáng)光準直角、輻照不均勻度、輻照不穩定度等方面?？臻g輻射的模擬在光線(xiàn)的平行度、譜能分布的允差、輻射強度的均勻性都有比較嚴格的要求;相對而言，地面輻射的模擬對光線(xiàn)的平行度沒(méi)有要求，其它兩項要求比較低。

太陽(yáng)模擬器按照應用領(lǐng)域的不同分為對大氣質(zhì)量為AM0的空間太陽(yáng)模擬器和大氣質(zhì)量為AM1.5的地面太陽(yáng)模擬器。按照實(shí)驗目的及要求的不同，分為熱效應太陽(yáng)模擬器和全光譜太陽(yáng)模擬器。按其出口光線(xiàn)，分為準直型太陽(yáng)模擬器和非準直型太陽(yáng)模擬器，非準直型又分為集聚型和發(fā)散型。按照光源的性能，分為脈沖和穩態(tài)兩種形態(tài)。按照其規模，分為大型、中型以及小型太陽(yáng)模擬器。按照其用途，分為通用性和專(zhuān)用型。

空間太陽(yáng)模擬器一般為大型全光譜準直型太陽(yáng)模擬器，主要應用于航天領(lǐng)域；地面太陽(yáng)模擬器一般為中小型專(zhuān)用太陽(yáng)模擬器，廣泛應用于不同的領(lǐng)域。

聚光式太陽(yáng)光模擬器

聚光型太陽(yáng)模擬器模擬的是實(shí)際大面積太陽(yáng)光匯聚后的太陽(yáng)輻照度，由于實(shí)際匯聚的太陽(yáng)光非平行光，因此，一般沒(méi)有勻光和準直系統。大面積太陽(yáng)光匯聚一般用于太陽(yáng)能塔式發(fā)電及太陽(yáng)能熱化學(xué)應用，因此其輻照度較高，一般為成千甚至上萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)常數。

聚光式太陽(yáng)模擬器主要由聚光系統、機械系統、電控系統和冷卻系統組成。由于集聚型太陽(yáng)光模擬器的目標是模擬高輻照度太陽(yáng)光，聚光系統是其最重要的組成部分，其他系統用于輔助聚光系統進(jìn)行工作。

聚光系統主要是由光源以及聚光系統組成的。光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)聚光鏡直接匯聚或先經(jīng)聚光鏡反光再經(jīng)過(guò)聚光器將光線(xiàn)匯聚在合適的焦面上。濾光片根據實(shí)際需要適時(shí)添加，考慮到成本及其性能，一般沒(méi)有勻光和準直系統。

現有高輻照度太陽(yáng)模擬器的聚光系統主要有兩種，第一，多光源聚光系統，即采用多個(gè)光源，并將其匯聚到同一區域內，通過(guò)疊加的方式獲得高輻照強度；第二，單一光源聚光系統，即只采用一個(gè)光源，利用聚光系統進(jìn)行匯聚，以獲得高輻照強度。

多光源系統每個(gè)光源均配有聚光系統，因此其設備較多，安裝較復雜，對系統的加工要求較高。但多光源可通過(guò)調節光源個(gè)數及光源功率的方式調節輻照度大小，其靈活性較高；而且每個(gè)光源的功率較小，可采用空冷光源，避免了冷卻水的遮擋，聚光效果較好，同時(shí)對聚光系統的加工要求較低。

單光源聚光系統設備較少，方便控制，可靠性高，但大功率光源需采用水冷以冷卻電極及反光罩確保光源能夠長(cháng)期安全運行，冷卻水會(huì )造成光線(xiàn)遮擋及光線(xiàn)散射，影響聚光系統的匯聚效果，因此多采用二次聚光以增強聚光效率，其聚光鏡的設計難度較高。而且，太陽(yáng)光模擬器中光源溫度較高，對聚光鏡表面有較強的腐蝕性，功率越高腐蝕性越強，所以，單一光源聚光系統的加工要求較高。