矩陣式太陽(yáng)模擬器的制造方法
【專利摘要】該矩陣式太陽(yáng)模擬器是由升降導(dǎo)軌，設(shè)于升降導(dǎo)軌上的升降車架，固定在升降車架上的燈架系統(tǒng)，組裝在燈架系統(tǒng)上的輻射光源，設(shè)于所述輻射光源的出口處的冷天空裝置，設(shè)于所述輻射光源后部的反光板，固定于所述燈架系統(tǒng)旁的高壓電源系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，智能控制器，微機(jī)管理系統(tǒng)，主機(jī)電源控制系統(tǒng)組成。本實(shí)用新型光源個(gè)數(shù)、位置、光強(qiáng)度都能靈活調(diào)整，輻射面積大，在有效輻照面積內(nèi)光的均勻性和穩(wěn)定性好，在室內(nèi)可模擬各種地區(qū)的自然環(huán)境。
【專利說(shuō)明】矩陣式太陽(yáng)模擬器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能產(chǎn)品的研究或檢測(cè)設(shè)備，特別是一種在室內(nèi)可模擬各種地 區(qū)的自然環(huán)境的矩陣式太陽(yáng)模擬器，是室內(nèi)太陽(yáng)能電池組件等產(chǎn)品測(cè)試的專業(yè)設(shè)備，廣泛 適用于太陽(yáng)能生產(chǎn)廠家、檢測(cè)中心、科研教學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽(yáng)能產(chǎn)品在室外大自然中試驗(yàn)或測(cè)試，受到氣候環(huán)境影響太大，經(jīng)常不能 滿足測(cè)試要求?，F(xiàn)有的太陽(yáng)模擬器是在室內(nèi)模擬太陽(yáng)的設(shè)備，通常是利用室內(nèi)的點(diǎn)光源和 線光源，其發(fā)光體積小，輻射面積小，光的均勻性和穩(wěn)定性差，試驗(yàn)誤差大，不能滿足日益發(fā) 展的太陽(yáng)能產(chǎn)品的試驗(yàn)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了提供一種光源個(gè)數(shù)、位置、光強(qiáng)度都能靈活調(diào)整，在有效 輻照面積內(nèi)光的均勻性和穩(wěn)定性好的矩陣式太陽(yáng)模擬器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特殊之處是:包括
[0005]輻射光源，采用多組獨(dú)立的鹵素?zé)簦M成矩陣式結(jié)構(gòu)；
[0006]燈架系統(tǒng)，安裝固定所述輻射光源；
[0007]升降車架，安裝固定所述燈架系統(tǒng)；
[0008]升降導(dǎo)軌，供所述升降車架上、下移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)；
[0009]冷天空裝置，設(shè)于所述輻射光源的出口處，由雙層平行的冷網(wǎng)組成，所述冷網(wǎng)為金 屬編制而成；
[0010]反光板，設(shè)于所述輻射光源后部，成光學(xué)弧形角度，可將光反射成平行光發(fā)出；
[0011]高壓電源系統(tǒng)，固定于所述燈架系統(tǒng)旁，由控制多組獨(dú)立的鹵素?zé)舻亩鄠€(gè)高壓電 源組成，多個(gè)所述高壓電源分別裝于金屬柜內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
[0012]冷卻系統(tǒng)，由固定于所述燈架系統(tǒng)旁的壓縮機(jī)、利用通風(fēng)管向所述冷天空裝置的 雙層冷網(wǎng)中間輸送冷氣的多個(gè)軸流風(fēng)機(jī)組成；
[0013]智能控制器，采用高性能微處理器為主控CPU，分別與所述輻射光源、高壓電源系 統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、升降導(dǎo)軌電連接；
[0014]微機(jī)管理系統(tǒng)，與所述智能控制器電連接。
[0015]上述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，所述鹵素?zé)舻臄?shù)量為12。
[0016]上述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，所述輻射光源的單個(gè)鹵素?zé)粼跓艏芟到y(tǒng)的二維空間的 位置調(diào)整范圍為0-200mm。
[0017]上述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，所述鹵素?zé)舻墓庾V從紫外、可見(jiàn)光、到紅外光連續(xù)，燈 體前部安裝玻璃過(guò)濾器，使其發(fā)出的光譜分布非常接近自然界太陽(yáng)光。
[0018]上述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，所述輻射光源采用微機(jī)控制整體調(diào)光或每只所述鹵素 燈采用電子調(diào)光電位器手動(dòng)控制。[0019]上述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，所述升降車架上設(shè)有調(diào)整升降動(dòng)作的手動(dòng)開關(guān)和微機(jī) 自動(dòng)控制開關(guān)，所述升降車架的上、下移動(dòng)范圍為0-5m，旋轉(zhuǎn)角度范圍為0°?90°。
[0020]上述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，裝有所述高壓電源的所述金屬柜內(nèi)，另裝有漏電保護(hù) 器，以達(dá)到安全工作的目的。
[0021]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0022]1、采用特制的金屬鹵素?zé)?MHG)作為光源，它在可見(jiàn)區(qū)與太陽(yáng)光譜極其相似。MHG 燈中的稀土產(chǎn)生致密的多譜線光譜與連續(xù)光譜相符，與特制的玻璃過(guò)濾器結(jié)合，MHG燈提供 的光譜分布非常接近自然太陽(yáng)光。多組鹵素?zé)艄庠唇M成矩陣式結(jié)構(gòu)，當(dāng)鹵素?zé)魹?2個(gè)時(shí)， 有效輻射面積達(dá)2.4*2.0 Hf，與點(diǎn)光源和線光源相比，輻射面積大。單個(gè)鹵素?zé)艄庠窗l(fā)光強(qiáng) 度靈活可調(diào)，可改變光源位置，改變局部光源的亮度，另外通過(guò)改變冷天空裝置的局部透光 度(通過(guò)精密調(diào)整冷網(wǎng)疏密度)，改變模擬光源的均勻性，通過(guò)改變冷天空密度方式調(diào)節(jié)透 光均勻度。保證光不均勻度10%可調(diào)，光不穩(wěn)定度5%。
[0023]2、輻射光源工作時(shí)產(chǎn)生大量熱能和光能，為防止熱能作用在集熱器上產(chǎn)生升溫效 應(yīng)，應(yīng)將熱能濾掉，在輻射光源出口處設(shè)置了冷天空裝置，它是雙層平行的冷網(wǎng)，中間通冷 風(fēng)能濾掉光源產(chǎn)生的熱能，光能透過(guò)冷天空裝置輻射到集熱器表面產(chǎn)生光熱效應(yīng)，使介質(zhì) 升溫。
[0024]3、由于點(diǎn)亮輻射光源需要30KV高壓，所以設(shè)有直流高壓電源系統(tǒng)。每組高壓電源 對(duì)每只鹵素?zé)魡为?dú)控制，金屬柜對(duì)高壓電源形成屏蔽，高壓電源間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，金屬柜屏 蔽之間干擾，使模擬器正常運(yùn)行。
[0025]4、智能控制柜，采用高性能微處理器為主控CPU，控制多組光源狀態(tài)、光輻射強(qiáng)度、 溫度、風(fēng)速、電壓電流、漏電、事故報(bào)警等，適合無(wú)人狀態(tài)下長(zhǎng)期控制。
[0026]5、冷卻系統(tǒng)采用壓縮機(jī)技術(shù)與大功率軸流風(fēng)機(jī)相結(jié)合，分別對(duì)輻射光源和冷天空 裝置(使冷網(wǎng)溫度在15度以下)、高壓電源通冷氣降溫，保證模擬器正常工作狀態(tài)。
[0027]6、微機(jī)管理系統(tǒng)安裝在操作室內(nèi)，人與設(shè)備分開工作，多窗口界面顯示模擬器工 作狀態(tài)，對(duì)異常狀態(tài)報(bào)警、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)化運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是應(yīng)用了本實(shí)用新型的室內(nèi)模擬測(cè)試系統(tǒng)(省略了冷卻系統(tǒng)、高壓電源系統(tǒng)、 主機(jī)電源控制系統(tǒng)、智能控制器);
[0030]圖3是鹵素?zé)襞c反光板位置示意圖；
[0031]圖4是本實(shí)用新型的冷天空裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:輻射光源1、鹵素?zé)?01、支撐座102、燈架系統(tǒng)2、冷天空裝置3、冷網(wǎng)301、通 風(fēng)口 302、升降車架4、升降導(dǎo)軌5、反光板6、主機(jī)電源控制系統(tǒng)7、高壓電源系統(tǒng)8、冷卻系 統(tǒng)9、通風(fēng)管901、智能控制器10、微機(jī)管理系統(tǒng)11。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖所示，該矩陣式太陽(yáng)模擬器是由升降導(dǎo)軌5，設(shè)于升降導(dǎo)軌5上的升降車架4， 固定在升降車架4上的燈架系統(tǒng)2，組裝在燈架系統(tǒng)2上的輻射光源1，設(shè)于所述輻射光源I的出口處的冷天空裝置3，設(shè)于所述輻射光源I后部的反光板6，固定于所述燈架系統(tǒng)2 旁的高壓電源系統(tǒng)8、冷卻系統(tǒng)9，智能控制器10，微機(jī)管理系統(tǒng)11，主機(jī)電源控制系統(tǒng)7組成。
[0034]其中，輻射光源I采用多組獨(dú)立的鹵素?zé)?01，鹵素?zé)衾弥巫?02固定，組成矩陣式結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中鹵素?zé)?01的數(shù)量為12。單個(gè)鹵素?zé)?01在燈架系統(tǒng)的二維空間的位置調(diào)整范圍為0-200mm。由12路鹵素?zé)?01組成的輻射光源1，有效輻射面積達(dá)2.4m*2.0m, 輻照度為(600~1200)?/ Itl2。鹵素?zé)?01的光譜從紫外、可見(jiàn)光、到紅外光連續(xù)，燈體前部安裝玻璃過(guò)濾器，使其發(fā)出的光譜分布非常接近自然界太陽(yáng)光。輻射光源I采用微機(jī)控制整體調(diào)光或每只所述鹵素?zé)?01采用電子調(diào)光電位器手動(dòng)控制。
[0035]升降導(dǎo)軌5采用承重墻單面固定或地面四腳支撐結(jié)構(gòu)安裝方式，本實(shí)施例采用承重墻單面固定，供所述升降車架4上、下移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)；升降車架4全部金屬結(jié)構(gòu)，表面防腐處理，外形尺寸為2.5m*3.0m*0.5m，沿升降導(dǎo)軌5滑動(dòng)。所述升降車架4上設(shè)有調(diào)整升降動(dòng)作的手動(dòng)開關(guān)和微機(jī)自動(dòng)控制開關(guān)，所述升降車架4的上、下移動(dòng)范圍為0-5m，旋轉(zhuǎn)角度范圍為O。~90°。
[0036]冷天空裝置3由雙層平行的疏密不同的冷網(wǎng)301組成，所述冷網(wǎng)301為金屬編制而成，直接固定在燈架系統(tǒng)2上，靠近測(cè)試平面，改變疏密程度和位置可調(diào)整透光均勻度。 為使整體光源系統(tǒng)的發(fā)光面均勻，可改變單體光源一鹵素?zé)?01的位置(0-200MM)，另外可改變局部光源的亮度，其細(xì)調(diào)的方法是改變冷天空裝置3的局部通光率，即改變金屬編制的冷網(wǎng)301的疏密程度。冷天空裝置3的兩層中間利用冷卻系統(tǒng)中的軸流風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管901 和其上設(shè)置的通風(fēng)口 302通風(fēng)冷卻，使冷網(wǎng)溫度在15°C以下。
[0037]為使光源輸出平行光，采用高反射率反光板6 (反射率大于90%)呈光學(xué)弧形角度， 可將輻射光源I反射成平行光發(fā)出。
[0038]高壓電源系統(tǒng)8，由 控制多組獨(dú)立的鹵素?zé)?01的多個(gè)高壓電源組成，多個(gè)所述高壓電源分別裝于金屬柜內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，裝有所述高壓電源的所述金屬柜內(nèi)，另裝有漏電保護(hù)器，以達(dá)到安全工作的目的。
[0039]冷卻系統(tǒng)9，由固定于所述燈架系統(tǒng)2旁的壓縮機(jī)、利用通風(fēng)管901向所述冷天空裝置3的雙層冷網(wǎng)301中間輸送冷氣的多個(gè)軸流風(fēng)機(jī)組成。
[0040]智能控制器10，采用高性能微處理器為主控CPU，分別與所述輻射光源1、高壓電源系統(tǒng)8、冷卻系統(tǒng)9、升降導(dǎo)軌5電連接，微機(jī)管理系統(tǒng)11與所述智能控制器10電連接。
[0041]本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)模擬器設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)雙重操作功能，控制12組光源工作狀態(tài)，光輻射強(qiáng)度、電壓電流、溫度、風(fēng)速、升降車架位置、報(bào)警及安全運(yùn)行等。可在無(wú)人狀態(tài)下長(zhǎng)期監(jiān)控。
【權(quán)利要求】
1.一種矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:包括輻射光源，采用多組獨(dú)立的鹵素?zé)簦M成矩陣式結(jié)構(gòu)；燈架系統(tǒng)，安裝固定所述輻射光源；升降車架，安裝固定所述燈架系統(tǒng)；升降導(dǎo)軌，供所述升降車架上、下移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)；冷天空裝置，設(shè)于所述輻射光源的出口處，由雙層平行的冷網(wǎng)組成，所述冷網(wǎng)為金屬編 制而成；反光板，設(shè)于所述輻射光源后部，成光學(xué)弧形角度，可將光反射成平行光發(fā)出；高壓電源系統(tǒng)，固定于所述燈架系統(tǒng)旁，由控制多組獨(dú)立的鹵素?zé)舻亩鄠€(gè)高壓電源組 成，多個(gè)所述高壓電源分別裝于金屬柜內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；冷卻系統(tǒng)，由固定于所述燈架系統(tǒng)旁的壓縮機(jī)、利用通風(fēng)管向所述冷天空裝置的雙層 冷網(wǎng)中間輸送冷氣的多個(gè)軸流風(fēng)機(jī)組成；智能控制器，采用高性能微處理器為主控CPU，分別與所述輻射光源、高壓電源系統(tǒng)、冷 卻系統(tǒng)、升降導(dǎo)軌電連接；微機(jī)管理系統(tǒng)，與所述智能控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述鹵素?zé)舻臄?shù)量為12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述鹵素?zé)粼跓艏芟到y(tǒng)的 二維空間的位置調(diào)整范圍為0-200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述鹵素?zé)舻墓庾V從紫外、 可見(jiàn)光、到紅外光連續(xù)，燈體前部安裝玻璃過(guò)濾器，使其發(fā)出的光譜分布非常接近自然界太 陽(yáng)光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述輻射光源采用微機(jī)控 制整體調(diào)光或每只所述鹵素?zé)舨捎秒娮诱{(diào)光電位器手動(dòng)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述升降車架上設(shè)有調(diào)整 升降動(dòng)作的手動(dòng)開關(guān)和微機(jī)自動(dòng)控制開關(guān)，所述升降車架的上、下移動(dòng)范圍為0-5m，旋轉(zhuǎn)角 度范圍為O。?90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:裝有所述高壓電源的所述 金屬柜內(nèi)，另裝有漏電保護(hù)器。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK203431636SQ201320601932
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】聞寶民, 朱桂萍, 何麗, 閆春英, 鄒佳明, 田成華 申請(qǐng)人:錦州陽(yáng)光氣象科技有限公司