大功率太陽模擬器

大功率太陽模擬器，用于太陽能熱測試

High powered solar simulator for solar thermal testing

以前曾向其研(yan)究設施提供(gong)過太陽(yang)能設備，但是對(dui)于這(zhe)個項目，他(ta)們想(xiang)要真正*和定制(zhi)制(zhi)造的東西(xi)。

初(chu)的(de)(de)(de)設計(ji)(ji)要(yao)(yao)求將(jiang)的(de)(de)(de)太(tai)陽輻(fu)射集中在(zai)一(yi)個小點(dian)(dian)上(shang)，從而創建通常(chang)稱為“點(dian)(dian)爐"的(de)(de)(de)地(di)方。盡管具有運行用(yong)于太(tai)陽能模擬器設計(ji)(ji)的(de)(de)(de)獨立(li)功(gong)率(lv)燈的(de)(de)(de)一(yi)些經驗(yan)，但是(shi)這種(zhong)光的(de)(de)(de)融合是(shi)一(yi)種(zhong)新穎的(de)(de)(de)應用(yong)。終用(yong)戶需要(yao)(yao)在(zai)10厘米(mi)的(de)(de)(de)目標(biao)區域擁有近4000個太(tai)陽。

構思和設計系統

使用我們內部的光學和機械設計團隊為大功率太陽光模擬器設計了原(yuan)型。該(gai)原(yuan)型將(jiang)4個(ge)獨立(li)對準并聚焦的(de)(de)6.5kW弧(hu)光(guang)燈(deng)的(de)(de)功(gong)率耦合(he)到(dao)一個(ge)10cm的(de)(de)光(guang)斑中。整個(ge)設備(bei)，從(cong)物理外(wai)殼(ke)到(dao)燈(deng)的(de)(de)強(qiang)制(zhi)風冷，都是(shi)在室內設計的(de)(de)，從(cong)頭開始(shi)*遵循Alfred的(de)(de)嚴(yan)格技(ji)術(shu)要求。

帶有四個6.5 kW氙(xian)弧燈的(de)太陽能(neng)模(mo)擬器系統圖

原型設計實施

經過初步理(li)論工作后不久，開始制(zhi)造原型(xing)單(dan)元。需要構建四(si)個單(dan)獨的(de)6.5kW弧光燈外(wai)殼(ke)和(he)反(fan)射(she)器中的(de)每一(yi)個，并采購和(he)測試定(ding)制(zhi)的(de)聚焦(jiao)鏡。

相應地(di)，需(xu)要(yao)克(ke)服的(de)*一個(ge)障礙是(shi)科學技術設施的(de)電(dian)(dian)力能力：為(wei)了同時運行四個(ge)6.5kW弧光燈，需(xu)要(yao)安裝新的(de)電(dian)(dian)力線。發生(sheng)這種情(qing)況時，進行了測試，一次只點燃了四個(ge)燈泡(pao)中的(de)一個(ge)。

另外，需(xu)要設計(ji)能夠處理每個燈的(de)(de)巨大功率的(de)(de)定制濾波器。在(zai)這類過濾器的(de)(de)設計(ji)方(fang)面擁有多(duo)年的(de)(de)經(jing)(jing)驗(yan)，但(dan)是即使如此，在(zai)可行的(de)(de)過濾器制造(zao)完成之前，它還是經(jing)(jing)歷了幾次失(shi)敗的(de)(de)熱應力測試。

測試與安(an)裝

這種目(mu)標功率*的(de)太陽能模擬器在(zai)目(mu)標上具有近10 kW的(de)光功率時，僅用其功率的(de)20％就(jiu)能在(zai)30秒內熔化金屬螺釘。在(zai)此處觀(guan)看視頻。

終系統(tong)(tong)（內(nei)部組(zu)件暴露在(zai)(zai)外：通(tong)常是一個外殼，可(ke)保護研究人(ren)員的內(nei)部工作，從而降低在(zai)(zai)運行(xing)功(gong)能強大(da)的系統(tong)(tong)時的風險(xian)）已在(zai)(zai)大(da)學交付并(bing)安裝，并(bing)且他(ta)們(men)已經開始在(zai)(zai)實(shi)驗系統(tong)(tong)上取(qu)得可(ke)觀的成功(gong)設備。