太陽能光熱模擬器

高通量密度太陽能(neng)(neng)(neng)爐和(he)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)模擬器產生高度(du)集中的(de)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)和(he)人造光，用于新技術和(he)新材(cai)料的(de)研(yan)究和(he)測(ce)試(shi)。這使(shi)研(yan)究人員能(neng)(neng)(neng)夠(gou)進行氫(qing)氣生產實驗(yan)、太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)熱電(dian)廠接(jie)收器組(zu)件的(de)測(ce)試(shi)以(yi)及空間(jian)設計材(cai)料的(de)輻(fu)照測(ce)試(shi)。

高通量密度太陽能爐和氙氣大功率聚光燈用于產生高達每平方米 5 兆瓦的輻照度和超過 2000 攝氏度的溫度。

聚光測試太空新材料

高通量密度太陽(yang)能(neng)爐(lu)可(ke)以測(ce)(ce)試(shi)(shi)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)過程工(gong)程和太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)發電廠的(de)實驗。有實驗證明了可(ke)以使用(yong)集(ji)中的(de)陽(yang)光生(sheng)產氫氣。研究(jiu)人員通(tong)過測(ce)(ce)試(shi)(shi)它(ta)們的(de)溫度和抗沖擊(ji)性來(lai)研究(jiu)用(yong)于塔式發電廠的(de)陶瓷(ci)接收器元件。

空間研究是(shi)另(ling)一個(ge)應用領域。該材料(liao)在(zai)高真空條件(jian)(jian)下暴露于(yu)高度集中的(de)(de)太陽輻射，類似于(yu)在(zai)太空中遇(yu)到的(de)(de)情況。對材料(liao)和組件(jian)(jian)進行認證(zheng)級(ji)別的(de)(de)測(ce)試(shi)完(wan)善了太陽能爐提供的(de)(de)服(fu)務(wu)范圍。大型設施(shi)中的(de)(de)設備滿(man)足在(zai)穩(wen)定條件(jian)(jian)下進行持續(xu)數(shu)月(yue)直至(zhi)輻照的(de)(de)所有短(duan)持續(xu)時間實(shi)驗的(de)(de)要求(qiu)。

目標/圖像

●焦點位于地面上方 152.4 厘米處

●使用 XYZ 桌面時：焦點必須在桌面上方 35 厘米處

●帶旋轉鏡：焦點距離地面 106.7 厘米

●無輔助：

○總功率（@1,000 W/m ²）：10 kW

○10 厘(li)米（4 英寸(cun)）圓內 94% 的(de)能量

○峰值：2,500太陽(yang)

●帶反射二級：平均濃度 > 20,000 太陽

●二次折射：平均濃度 > 50,000 太陽

定日鏡

●總面積：31.8 m²

●20 面71.1×111.8厘米

●背面鍍銀低鐵 3 毫米玻璃

●斜率誤差：0.5 mrad

○鏡面反射

●太陽能加權反射率：95%

一次集中器

●25個六邊形刻面，總長12.5 m ²

○762 毫米跨平面0.5 m ²

○球面反射鏡的曲率半徑為14.6m

○前表面紫外(wai)線增強鋁

○斜率誤差：0.2mrad

○鏡面反射

○太陽能加權反射率：84%

○輸送到目標的功率：10 kW @ 1,000 W/m ²直接法向輻照度

●目標距離中心面 7.01 m

●f/D = 1.85（D = 包圍所有面的圓的直(zhi)徑）

●30° 離軸

●光束會聚角：約30°

●水平以下 6.9°

二次濃縮器

●反光的

○非成像復合拋物線

○接受角：14度

○入口直徑：6 厘米

○出口直徑：14.7 毫米

○截斷到全高的 80%

○出口功率：3.5 kW

○平均通量濃度：21,000

○反射面為保護銀

●CPV均質機

○截棱錐設計

○入口孔徑：149.8 mm × 149.8 mm，長度 387 mm

○出口孔徑：100.3 x 100.3 mm

○光圈強度：630 太陽

○均勻度：±5% 孔徑

○交替二次（內冷）：147 × 148 mm 和 81 × 82 mm（強度(du)和均勻度(du)與上述大致(zhi)相同）；

○兩者都使用受保護的銀色反射涂層(ceng)

根(gen)據實驗需要，可以使用(yong)備用(yong)的二(er)次集(ji)中器配置。

XYZ表

●速度：可調 0–2 cm/s

●X（橫向）行程：122 厘米

●Y（焦距）行程：183 厘米

●Z（垂直）行程：152±46 厘米

●標稱焦點：離地面 152 厘米；小桌子高度 117 厘米

●精度：±0.05 毫米

●容量：180 千克懸臂式 61 厘米偏離中心

●撓度：容量時 6.4 毫米

●可通過 PC 編程

衰減器

●垂直(zhi)對置(zhi)的(de)兩板式(shi)設(she)計或百葉(xie)窗式(shi)

●速度和加速度可調至 1 m/s 和 2 m/s ²

●行程時間：1.5-15 秒至全開或全關

●距離目標 1.78 m（通量：25 個太陽）；開口1.275 寬×1.320 m高

●可在手(shou)動(dong)或(huo)自動(dong)（來自數據采集系統）模式(shi)下操作

●可(ke)提供基于信號輸(shu)(shu)入的通量控(kong)制，例如，直接輻射(she)計輸(shu)(shu)入用(yong)(yong)于恒定通量或熱電偶輸(shu)(shu)入用(yong)(yong)于恒溫

快門

●快速作用：打開或關閉的行程時間約為 0.5 秒

●可編程到任何位置

●主動冷卻

●距離目標 84 厘米

●可在手動或自(zi)(zi)動（來自(zi)(zi)數據采集(ji)系統）模(mo)式(shi)下操作

●可以通過 LabView 控制信號輸入的快(kuai)門（例如，熱電(dian)偶）

數據采集

●NI LabVIEW 程序和硬件

●監測溫度、太陽輻射 (W/m² ) 和風速

●溫度測量可與HFSF控(kong)制（快門、衰減器、百葉窗）相關聯(lian)

●可用于研(yan)究設備控制

●40個K型熱電偶(ou)的電流輸入(ru)（待擴充(chong)）

●17個(ge)組件的模(mo)擬輸入(ru)（待擴(kuo)展）

●多功能配置(zhi)以(yi)適(shi)應(ying)各(ge)種(zhong)研究

其他功能

●轉向鏡將光束重定向到水平目標(biao)

○前表面鋁鏡

○太陽能加權反射率：92%

●實驗規模和方向的靈活性(xing)

●寬范圍的通量水平：10–2,000 W/cm²二次

●使用LaserCam 相機遠程查看目標

●工作在 2–2.7 或 8–14 微米的高溫計；溫度高達 1,000°C 或 3,000°C

●帶有四個 MKS 流量控制器的氣體流量歧管系統，范圍從 2,000 到 30,000 sccm

●實驗區(qu)上(shang)方的排(pai)氣(qi)罩(zhao)

●鉆床和手動工具

公用事業

●電氣：120 V、208 V 和 208 V 3 相電源可用

●3 kVA Clary 和 1.5 kVA Liebart 不間斷電源

●壓縮機：7 scfm @120 psi

●水：提供(gong)城市水和(he)去(qu)離子水

●冷卻器：NESLAB HX750，>40,000 Btu/h @ 6 gpm 50% 丙二醇

●Thermo-Scientific化學罩

太陽能光熱模擬器