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高辐照太阳光模拟器发展概况

简要描述:高辐照太阳光模拟器发展概况:太阳光模拟器除用于航天领域外,集聚式太阳光模拟器也用于高温材料的测试,为模拟太阳能热发电吸热器环境提供条件,并为太阳能热化学研究提供反应所需的光照及温度环境。

  • 产品型号:HISS-2
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2023-10-26
  • 访  问  量:424

详细介绍

品牌努美价格区间10万-30万
触发模式稳态式产地类别国产
应用领域环保,能源,航天,综合

高辐照太阳光模拟器发展概况

参数:

光斑面积1cm-30cm实际上光斑可以做无限大

光强:10sun-3000sun  

光源:氙灯或者金属卤素灯

调节:可单灯单独使用,单独调节输出功率,也可一起调节。


如果您有其他技术需求,请联系我们,可以为您定制,提供满足您需求的解决方案。


太阳光模拟器最早用于模拟大气层外表面的空间太阳辐射,为平行光全光谱太阳能模拟器,这种模拟器设计较为复杂,包括聚光系统、光学积分器原件、准直镜组件、冷却学系统、光学系统机械结构、电源及控制系统及水冷用于人造卫星等航天器的测试实验。美国早在1959年开始研制大型空间太阳光模拟器,并进行了改造,用离轴光学系统代替了同轴光学系统,之后,欧空局、日本、俄罗斯、印度等国先后建立了太阳光模拟器并对氙灯点燃技术、积分器形状和准直镜加工技术进行了改进。其中,欧空局建立的ESTEC模拟器均匀辐照为中6000mm×5000mm,辐照面不均匀度为±4%、体不均匀度为±6%,光谱为未经过滤光的氙灯光谱,辐照度为1625W/m²,它代表了大型空间太阳模拟器的先进水平。

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太阳光模拟器除用于航天领域外,集聚式太阳光模拟器也用于高温材料的测试,为模拟太阳能热发电吸热器环境提供条件,并为太阳能热化学研究提供反应所需的光照及温度环境。

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瑞士苏黎世联邦理工学院D.Hirsch等用200KW高压氙灯作为光源,采用2D-CPC及其渐开线的椭圆槽式反射器的聚光系统,高压氙弧灯置于椭圆横截面的槽式聚光镜水平轴上,模拟器的焦平面垂直于椭圆的主轴,包含第二个线性焦点。为了保证反射光线的角度在45度范围内,聚光镜在距焦平面上9.2cm以下被截断。系统通过调节目标沿主轴的距离或灯的电功率,来调节能量,能流密度以及温度。模拟器辐射功率75kW,辐照度峰值超过4250 kW/m²,温度将近3000K。


高辐照太阳光模拟器发展概况

瑞士保罗谢勒研究所J.Petrasch等用10支15KW短弧氙灯作为光源,每个氙灯均用回转椭球镜进行聚光,将聚光镜汇聚的光线叠加的到一个区域内获得高辐照强度。J.Petrasch 等利用CCD相机及辐照度测试仪对焦平面的辐照度分布进行了测试,焦平面辐射功率50KW,辐射强度成高斯分布,辐照度峰值达到11MW/m²,平均辐照强度为6.8MW/m²。

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2011年,瑞士保罗谢勒研究所对原有太阳光模拟器进行了评估和改造,氙灯在长时间使用后最大功率由15KW降低为12.2KW;聚光镜靠近氙灯的部分表面镀膜剥落,主要原因是局部热负荷过大;系统在焦点附近增加了匀光装置,使焦平面辐照度分布更加均匀。


Daniel s. Codd等研制了低成本太阳光模拟器。该模拟器用7个1.5KW体育场用金属卤化物灯作为光源,并选用原厂配备的标准聚光镜进行一次汇聚,由于该聚光镜杂散光较多,模拟器安装了二次聚光系统。二次聚光系统由六块抛光铝板围成锥形结构,每块铝板的加工成双曲渐近线形状,光线通过铝板的反射汇聚到孔径为380mm的输出面上。输出面辐照度峰值大于60 kW/m²,平均辐照度为45 kW/m²。这种新型设计、高热流的太阳光模拟器来研究熔盐的光学融合和光的吸收性能。

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我国于1965年开始研制太阳光模拟器,先后研制了KM2、KM3、KM4和KM6大型空间太阳光模拟器和KFTA小型高精太阳光模拟器,并于2013年开始建设国内*大的空间太阳能模拟器KM8。空间太阳光模拟器的辐射强度较低一般为1670W/m²。努美科技于2022年为某光热发电企业制造的65KW聚光式太阳光模拟器系统,最大能流密度≤1MW/m²,光电转化效率不低于40%。


国外高辐照度太阳光模拟器技术发展较为成熟,且焦平面功率、辐照度值及最高温度均较高,而国内现有太阳光模拟器主要为平行光全光谱太阳光模拟器,高辐照度太阳光模拟器应用较少,且其设计参数与国际相比存在一定的差距,为满足太阳光高温热利用研究的需求,需设加大对高辐照度太阳光模拟器研发。


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