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高輻照太陽光模擬器發(fā)展概況

名稱: 高輻照太陽光模擬器發(fā)展概況

型號: HISS

品牌: 努美科技

  • 詳細(xì)信息

如果您有其他技術(shù)需求,請聯(lián)系我們,可以為您定制,提供滿足您需求的解決方案。

 

太陽光模擬器***早用于模擬大氣層外表面的空間太陽輻射,這種模擬器設(shè)計較為復(fù)雜,包括聚光系統(tǒng)、光學(xué)積分器組件、準(zhǔn)直鏡組件、冷卻學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)、電源及控制系統(tǒng)及水冷用于人造衛(wèi)星等航天器的測試實驗。美國很早開始研制大型空間太陽光模擬器,之后,歐空局、日本、俄羅斯、印度等國先后建立了太陽光模擬器并對氙燈點燃技術(shù)、積分器形狀和準(zhǔn)直鏡加工技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。其中,歐空局建立的ESTEC模擬器均勻輻照為中6000mm×5000mm,它代表了大型空間太陽模擬器的水平。


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太陽光模擬器除用于航天領(lǐng)域外,集聚式太陽光模擬器也用于高溫材料的測試,為模擬太陽能熱發(fā)電吸熱器環(huán)境提供條件,并為太陽能熱化學(xué)研究提供反應(yīng)所需的光照及溫度環(huán)境。

 

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院D.Hirsch等用200KW高壓氙燈作為光源,采用2D-CPC及其漸開線的橢圓槽式反射器的聚光系統(tǒng),高壓氙弧燈置于橢圓橫截面的槽式聚光鏡水平軸上,模擬器的焦平面垂直于橢圓的主軸,包含第二個線性焦點。為了**反射光線的角度在45度范圍內(nèi),聚光鏡在距焦平面上9.2cm以下被截斷。系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)目標(biāo)沿主軸的距離或燈的電功率,來調(diào)節(jié)能量,能流密度以及溫度。模擬器輻射功率75KW,輻照度峰值超過4250 KW/m2,溫度將近3000K。


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瑞士保羅謝勒研究所J.Petrasch等用10支15KW短弧氙燈作為光源,每個氙燈均用回轉(zhuǎn)橢球鏡進(jìn)行聚光,將聚光鏡匯聚的光線疊加的到一個區(qū)域內(nèi)獲得高輻照強度。J.Petrasch 等利用CCD相機及輻照度測試儀對焦平面的輻照度分布進(jìn)行了測試,焦平面輻射功率50KW,輻射強度成高斯分布,輻照度峰值達(dá)到11MW/m2,平均輻照強度為6.8MW/m2。


Daniel s. Codd等研制了低成本太陽光模擬器。該模擬器用7個1.5KW體育場用金屬鹵化物燈作為光源,并選用原廠配備的標(biāo)準(zhǔn)聚光鏡進(jìn)行一次匯聚,由于該聚光鏡雜散光較多,模擬器安裝了二次聚光系統(tǒng)。二次聚光系統(tǒng)由六塊拋光鋁板圍成錐形結(jié)構(gòu),每塊鋁板的加工成雙曲漸近線形狀,光線通過鋁板的反射匯聚到孔徑為380mm的輸出面上。輸出面輻照度峰值大于60KW/m2,平均輻照度為45KW/m2。這種新型設(shè)計、高熱流的太陽光模擬器來研究熔鹽的光學(xué)融合和光的吸收性能。


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我國于1965年開始研制太陽光模擬器,先后研制了KM2、KM3、KM4和KM6大型空間太陽光模擬器和KFTA小型高精太陽光模擬器,并于2013年開始建設(shè)國內(nèi)***大的空間太陽能模擬器KM8??臻g太陽光模擬器的輻射強度較低一般為1670W/m2。


努美科技于2024年為國內(nèi)高校制造的100KW聚光太陽光模擬器系統(tǒng),核心區(qū)峰值能流密度達(dá)到12MW/㎡以上。


參數(shù):

光斑直徑:10mm-300mm實際上光斑可以做無限大

光強:10sun-3000sun 

光源:氙燈或者金屬鹵素?zé)?/p>

調(diào)節(jié):可單燈單獨使用,單獨調(diào)節(jié)輸出功率,也可一起調(diào)節(jié)。

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國外高輻照度太陽光模擬器技術(shù)發(fā)展較為成熟,且焦平面功率、輻照度值及***高溫度均較高,而國內(nèi)現(xiàn)有太陽光模擬器主要為平行光全光譜太陽光模擬器,高輻照度太陽光模擬器應(yīng)用較少,且其設(shè)計參數(shù)與**相比存在一定的差距,為滿足太陽光高溫?zé)崂醚芯康男枨?,需設(shè)加大對高輻照度太陽光模擬器研發(fā)。


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