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稳态太阳模拟器辐照均匀性设计合理的实现了光谱均匀性要求

发布时间:2021-08-18      点击次数:27
  稳态太阳模拟器辐照均匀性设计,辐照不均匀度是太阳模拟器的一项主要技术指标,它反应了辐照空间或者辐照面上各点的辐照度相对于整个辐照空间或者辐照面上辐照度平均值的偏差。对于采用双光源的太阳模拟器,均匀性包含辐照均匀性和光谱均匀性两层含义。为了实现有效辐照面上光谱均匀性的要求,需要对两种光源按分别进行均匀性设计,这样它们的叠加即可以在整个辐照面上同时满足辐照均匀性及光谱配比要求。
  “热斑效应”的解释为:在一定条件下,一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热,这就是热斑效应。但是上述解释并不全面,其实形成热斑的根本原因是,在一个串联电路中,电池的工作状态不一致,而造成这种“不一致”的,除了局部遮挡外,还可能是电池本身的缺陷或不同。使用红外热像仪可以简便快捷检测出组件热斑。
  对于晶硅太阳能电池,小的遮挡也可引起大的功率损失。严重时,热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、栅线毁坏、封装材料老化等损坏,甚至造成整个太阳能组件的报废或重大火灾。
  稳态太阳模拟器特点:普通长弧稳态氩灯光谱匹配性差但光强调节容易,金卤灯光谱匹配性好但是光强调节困难,通过长弧氤灯与金属卤素灯结合的方式,既实现无需滤光片的C级匹配,又实现了可调的光强输出。利用Tracepro软件建立初始结构模型,然后通过宏编程方式对主要相关参数进行分析,可以进行辐照均匀性仿真与优化设计。
  通过一种灯的光强控制控制,可实现稳态太阳模拟器在600-1000W/m2范围的辐照度可调输出,并且通过半闭环控制可以实现A级辐照稳定性要求。由于采用紧凑设计及镜面反射,系统能耗为20kW,能量利用率为12%。
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