Le système de simulation de la lumière du soleil fonctionne en synergie avec des systèmes optiques et électroniques sophistiqués pour reproduire les caractéristiques du rayonnement solaire et fournir un environnement lumineux normalisé pour la recherche scientifique et les tests industriels. Sa composition de base peut être divisée en quatre modules principaux: système de source lumineuse, système de traitement optique, système de contrôle, système de dissipation thermique, les fonctions et les caractéristiques techniques de chaque module sont les suivantes:

I. système de source lumineuse: noyau d'énergie simulant le rayonnement solaire

La source de lumière est le cœur du simulateur de lumière du soleil et doit répondre aux trois exigences de couverture spectrale large, de stabilité élevée et de longue durée de vie. Les types de sources lumineuses principales comprennent:

1. Lampe au xénon

Caractéristiques: le spectre de la lampe au xénon à arc court couvre 200 - 2500nm, la bande de lumière visible 300 - 800nm correspond à plus de 85% du spectre solaire et la température de couleur est d'environ 6000k. Mais la bande infrarouge 0,8 - 1,0 μm présente des pics caractéristiques, qui doivent être associés au pressage du filtre d'arséniure de gallium.

Applications: tests photovoltaïques de haute précision (tels que la mesure de la courbe I - V des cellules solaires), tests d'équilibre thermique pour l'aérospatiale.

Durée de vie: 1000 - 2000 heures, besoin d'un système de refroidissement par eau assorti pour dissiper la chaleur.

2. Matrice de LED

Caractéristiques: composé de 20 - 50 LED de longueur d'onde spécifique (300 - 1800nm), la régulation de la puissance de la bande est réalisée par un entraînement indépendant avec une adaptation spectrale jusqu'à la classe A (déviation ≤ 20%). Durée de vie supérieure à 100 000 heures, consommation d'énergie de seulement 30% de la lampe au xénon, temps de réponse ≤ 1 Ms.

Applications: scénarios personnalisés (par exemple, réactions photocatalytiques, études de croissance des plantes), essais de régulation spectrale dynamique.

Avantage: extensible de manière modulaire, prend en charge une grande surface de lumière uniforme.

3. Lampes halogènes

Caractéristiques: basé sur le cycle de vapeur de tungstène - iode, le spectre couvre 300 - 2600nm, 60% de l'énergie infrarouge au - dessus de 600nm, adapté à la simulation d'ensoleillement à haute température. Le coût est de 1 / 5 de celui d'une lampe au xénon, mais l'énergie de la bande UV est insuffisante, ce qui nécessite un module de renforcement UV pour compenser.

Applications: expériences de résistance aux intempéries de faible précision (par exemple, tests de vieillissement des matériaux de construction), évaluation des matériaux d'intérieur automobile.

II. Système de simulation de la lumière solaire système de traitement optique: la clé pour façonner la distribution du champ lumineux

Le système optique transforme la sortie de la source lumineuse en lumière solaire analogique uniforme et parallèle en filtrant, en régulant et en colligeant trois étapes:

1. Système de filtrage

Filtres de la série am: éléments de correction de base qui calibrent le spectre de la source lumineuse au spectre solaire standard. Surveillance en temps réel par spectromètre haute résolution, ajustement dynamique de la combinaison de filtres ou de la puissance de la source lumineuse, assurant un écart de concordance spectrale ≤ ± 25%.

2. Système d'ajustement de la lumière

Boule d'intégration pour une bonne luminosité: 300 - 1000mm PTFE enduit boule d'intégration (réflectivité ≥ 98%), l'uniformité du spot jusqu'à ± 1,5%, adapté aux échantillons de petite surface (tels que les panneaux solaires).

Optimisation de la lumière: superposition fractionnée de microlentilles de 10 × 10 cellules, réalisation de ≥ 1 m × 1 m irradiation de grande surface, déviation du bord du Centre ≤ ± 5%, convient aux tests de modules photovoltaïques.

3. Système de collimation

Ensemble de lentilles achromatiques: distance focale 500 - 1000mm, contrôle l'angle de divergence du faisceau à ± 0,5 ° pour assurer une exposition constante à la lumière pour les échantillons de grande taille tels que les revêtements extérieurs de voitures.

Collimation de miroir parabolique: pour les sources lumineuses à LED, par de multiples réflexions de rayons lumineux à l'intérieur du miroir, formant des taches parallèles simulant l'irradiation solaire "à l'infini".

Iii. Système de contrôle du système de simulation de la lumière solaire: le « cerveau» qui régule avec précision l'environnement lumineux

Le système de contrôle permet la régulation et la surveillance en temps réel des paramètres de la source lumineuse grâce à des équipements automatisés ou des programmes informatiques:

1. Réglage des paramètres

Prend en charge le réglage flexible de l'intensité lumineuse, de la distribution spectrale, du temps de lumière (pulsé ou stable).

Par exemple: dans les essais de matériaux photocatalytiques, des bandes spécifiques (par exemple, la zone ultraviolette) peuvent être renforcées pour accélérer la réaction; Dans la vérification de la conduite intelligente de la voiture, simulez un scénario de mutation de lumière intense en sortie de tunnel.

2. Surveillance de l'état

L'acquisition en temps réel de paramètres tels que l'intensité lumineuse, le spectre, la température, l'humidité, etc., garantit que les conditions simulées sont stables dans la plage de normes prédéfinies.

Par exemple: dans un test de bilan thermique aérospatial, en combinaison avec le contrôle de l'humidité, l'effet de la résidence spatiale à long terme sur le vieillissement des matériaux est étudié.

Iv. Système de simulation de la lumière du soleil système de dissipation de chaleur: le « gardien» qui garantit le fonctionnement stable de l'équipement

La source lumineuse peut produire beaucoup de chaleur pendant une longue période de travail, la chaleur doit être dissipée efficacement par un dispositif de refroidissement par air ou par eau:

1. Dissipation de chaleur par lampe au xénon

L'utilisation du système de circulation refroidi par eau, la différence de température ≤ 5 ℃, la précision de contrôle de la température ± 0,5 ℃, pour éviter les pics de bande infrarouge sont exacerbés par l'augmentation de la température.

2. Dissipation de chaleur LED

Utilisez la technologie de dissipation de chaleur Microchannel pour éviter les dérives spectrales et assurer la stabilité des LED multibandes.