一、設(shè)備簡(jiǎn)介
太陽(yáng)能產(chǎn)品在室外自然環(huán)境下測(cè)試，受到氣候條件影響的因素很多，經(jīng)常滿(mǎn)足不了測(cè)試要求，甚至有些地區(qū)常年不能測(cè)試。即使能夠測(cè)試其結(jié)果誤差也很大。這樣一來(lái)對(duì)有些地區(qū)研究太陽(yáng)能技術(shù)帶來(lái)阻礙。我們參考了國(guó)外研究太陽(yáng)能的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，開(kāi)發(fā)了在室內(nèi)測(cè)試太陽(yáng)能產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)設(shè)備TRM-BLPD3型太陽(yáng)能集熱器室內(nèi)模擬測(cè)試系統(tǒng)。其精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于室外的測(cè)試方法，重復(fù)性好，測(cè)試效率較高，同時(shí)在室內(nèi)可以模擬各種地區(qū)的自然環(huán)境，不受使用地區(qū)的環(huán)境限制，是研究與檢測(cè)太陽(yáng)能的理想裝備。
太陽(yáng)能集熱器室內(nèi)模擬測(cè)試系統(tǒng)的組成:
1.TRM-PD3型 矩陣式人工太陽(yáng)模擬器(符合EN12975:2006標(biāo)準(zhǔn)的要求)
2.TRM-BL型 太陽(yáng)能集熱器測(cè)試系統(tǒng)
3.TRM-PT1型 太陽(yáng)能集熱器測(cè)試系統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)
1）光模擬器：包含燈架系統(tǒng)（2），冷天空（3），升降車(chē)架（4）和升降導(dǎo)軌
2）集熱器測(cè)試平臺(tái)：由集熱器支架（7），x-y掃描機(jī)器人及其車(chē)架（8），通風(fēng)單元（9），恒溫器（10)
3）集熱器支架：待檢測(cè)的集熱器將被安裝其上，與燈架的角度和距離可*控制和監(jiān)測(cè)
名稱(chēng) | 技術(shù)指標(biāo)值 |
光學(xué)性能參數(shù) | |
光不均勻度 | 10％(均勻度可調(diào)) 模擬光源系統(tǒng)發(fā)光面的均勻度調(diào)整方為: 1.改變光源的位置；2.改變局部光源的亮度；3.改變冷天空的局部透光度(精密調(diào)整)。 |
光不穩(wěn)定度 | 5％（1 小時(shí)內(nèi)） |
光譜質(zhì)量 | 符合EN12975:2006,ISO9806-1:1994 |
光輻照度的可調(diào)范圍 | 600～1200W/㎡ |
調(diào)光方式 | 電子調(diào)光(電位器)。 手動(dòng)控制每支燈管單獨(dú)調(diào)光或自動(dòng)控制整體全部調(diào)光。 |
點(diǎn)亮熄滅方式 | 手動(dòng)開(kāi)關(guān)與微機(jī)控制雙重功能可以開(kāi)關(guān)每組光源。 |
有效輻照面積 | 2.4m×2m |
氙燈壽命 | 1000～1500小時(shí) |
光源輸出方式 | 平行光照射(通過(guò)反光罩形成平行光,平行光能量大于80%) |
光源類(lèi)型 | 特制的金屬鹵素?zé)簦?span style="padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; padding-right: 0px; padding-top: 0px">MHG）作為光源，它的光譜是從紫外、可見(jiàn)到紅外的連續(xù)光譜，在可見(jiàn)區(qū)與太陽(yáng)光譜極其相似，并且輻射光強(qiáng)度可調(diào)。MHG燈中的稀土產(chǎn)生致密的多譜線(xiàn)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，符合EN12975:2006和ISO9806-1：1994相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 |
光源數(shù)量 | 16組 |
冷卻方式 | 風(fēng)冷16組180瓦/臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)對(duì)燈管通風(fēng)冷卻 |
矩陣式發(fā)光裝置升降臺(tái) | 采用承重墻單面固定或者地面四角支撐結(jié)構(gòu)安裝方式(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)計(jì))。 平臺(tái)安裝電動(dòng)升降裝置0到5m上下移動(dòng)，0°~90°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。升降臺(tái)承載重量:3000kg。 全部鋼制結(jié)構(gòu)，表面防腐處理，噴塑工藝，自重(裝完設(shè)備):600Kg。 外形尺寸:2.5m×3m×0.5 m。 升降調(diào)整可以手動(dòng)開(kāi)關(guān)或微機(jī)自動(dòng)控制, 通過(guò)改變兩面高度,調(diào)整平面角度(0—90度)。 為了保證整體光源的均勻度，單個(gè)光源在燈架兩維空間位置可調(diào)，范圍(0--200m m)。 采用高反射率反光板（反射率大于90%），成光學(xué)弧型角度，可將光源反射成平行光發(fā)出。 裝有12組大功率風(fēng)機(jī)，對(duì)發(fā)射光源進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。 |
冷天空均光裝置 | 光源工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能與光能，為了防止熱能作用于集熱器產(chǎn)生升溫效應(yīng)，必須將其過(guò)濾掉，致使熱能不直接作用于產(chǎn)品 ，只有光能透過(guò)冷天空后輻射于集熱器表面，使其產(chǎn)生光熱效應(yīng),達(dá)到介質(zhì)升溫的功能.。 冷天空的另外功能是可以改變模擬光源的均勻度，通過(guò)改變冷天空密度的方式可以調(diào)整透光均勻度。 因此在光源出口系統(tǒng)設(shè)計(jì)了冷天空裝置 ,其結(jié)構(gòu)為兩層平行的冷網(wǎng)，采用不銹鋼材料制作，中間通冷風(fēng)并與冷卻器形成一體。冷天空直接固定在燈組上以便于靠近測(cè)試平面，冷卻系統(tǒng)采用壓縮機(jī)制冷技術(shù)與大功率平面風(fēng)機(jī)結(jié)合，保證冷網(wǎng)溫度:小于15度、功率:10KW .紅外熱輻射功率小于50瓦(光源發(fā)光 - 光源不發(fā)光環(huán)境溫度下的差值) |
主機(jī)電源控制柜 | 用于提供光源需求的直流電源，并完成每組光源的開(kāi)關(guān)控制 裝有16只電位器可手動(dòng)對(duì)每路光源亮度進(jìn)行調(diào)整，裝有RS232通訊接口用于微機(jī)控制。 輸入交流電壓:AC220V 輸出直流電壓:DC:280V 單路功率: 3000W/路 總功率:36KW 輸出開(kāi)關(guān)量:12 路輸出模擬量:12路 控制光源數(shù)量:16臺(tái) 尺寸：1100*800*750 |
高壓電源控制柜 | 由于光源點(diǎn)亮需要3萬(wàn)伏直流高壓激發(fā)完成，因此設(shè)有高壓裝置。采用12組高壓電源對(duì)每只燈管獨(dú)立控制，電源間形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以屏蔽之間干擾，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)對(duì)電源進(jìn)行風(fēng)冷降溫，金屬結(jié)構(gòu)機(jī)柜對(duì)高壓形成屏蔽，裝有漏電保護(hù)器以保證工作安全。 |
太陽(yáng)模擬系統(tǒng)智能控制柜 | 完成太陽(yáng)模擬系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能，裝有智能控制器，完成對(duì)16路光源的狀態(tài)控制。光輻射強(qiáng)度 (1路)、溫度(8路)、風(fēng)速 (2路)、環(huán)境溫濕度 (1路)、電壓,電流(3路)等信息。 同時(shí)控制(矩陣式發(fā)光裝置升降臺(tái) )的升降位置(四點(diǎn))，可根據(jù)異常狀態(tài)，提供報(bào)警信息，以保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 智能控制器采用高性能微處理器為主控CPU，適合于無(wú)人狀態(tài)下*監(jiān)測(cè).主機(jī)按照工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，便攜式防振結(jié)構(gòu),適合在惡劣環(huán)境使用。 工作環(huán)境：現(xiàn)場(chǎng)交流電壓:220伏，溫度：-50～80℃，濕度：100％，尺寸：1100*800*750 |
微機(jī)管理系統(tǒng) | 管理微機(jī)安裝于操作室內(nèi),人與設(shè)備分空間工作.微機(jī)軟件在WINDOWS2000以上環(huán)境即可運(yùn)行，多窗口界面顯示模擬器的工作狀態(tài)，并對(duì)異常情況報(bào)警,同時(shí)微機(jī)可以控制每個(gè)工作環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全自動(dòng)化運(yùn)行,與打印機(jī)相連自動(dòng)打印存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，生成太陽(yáng)模擬器工作圖文報(bào)表及統(tǒng)計(jì)分析曲線(xiàn),存儲(chǔ)量達(dá)數(shù)年以上，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為EXCEL標(biāo)準(zhǔn)格式可供其它軟件調(diào)用。 |
電學(xué)性能與環(huán)境參數(shù) | |
系統(tǒng)供電功率 | 光源滿(mǎn)負(fù)荷功率:36KW 實(shí)驗(yàn)室的熱負(fù)荷:24kW 供電:交流：380V±5%，三相四線(xiàn)制 功率: 60KW 現(xiàn)場(chǎng)接地線(xiàn) (接地電阻小于5歐) |
工作環(huán)境要求 | 室內(nèi)面積: 長(zhǎng)12m;寬8m;高6m 墻體受力強(qiáng)度：大于10KN； 基礎(chǔ)：大于3000kg 四周裝有大容量排風(fēng)扇(排風(fēng)量大于1立方米/秒)或空調(diào)系統(tǒng) (控制光源熱負(fù)荷：大于30KW) 環(huán)境溫度：10--40度，環(huán)境濕度：小于70% 現(xiàn)場(chǎng)裝有上下水管路,自來(lái)水壓力. 距離光源8米內(nèi)裝有隔離光源控制室,面積4平米 ,對(duì)光源方向安裝1平米觀察窗并有空調(diào),監(jiān)控平臺(tái)與測(cè)試人員在控制室內(nèi)工作.防止光源照射期間對(duì)人體傷害. |
監(jiān)測(cè)參數(shù) | |
表面溫度 | 測(cè)量通道：8路； 測(cè)溫范圍：0～300度；精度：±0.2℃ |
環(huán)境溫濕度 | 1路濕度: 測(cè)量范圍:0～* 測(cè)量精度:±2%RH 1路溫度: 測(cè)量范圍:-20～70℃ 測(cè)量精度:±0.2℃ |
光輻射強(qiáng)度 | 測(cè)量通道：1路；光譜范圍：280～3000nm； 功率范圍：0～2000W；測(cè)量精度：小于5% |
風(fēng)速 | 2路0---40米/秒精度:0.5米/秒 |
位置安全傳感器 | 4路紅外光電式傳感器,開(kāi)關(guān)量輸出 |
電流電壓 | 通道：各3路；電流: 測(cè)量范圍：0～100A 電壓:0—380V 精度:小于5% |
狀態(tài)指示 | 12路指示燈顯示工作狀態(tài) |
1、矩陣式發(fā)光裝置
1.選用超高氣壓線(xiàn)形長(zhǎng)弧氙燈做光源。其共性是發(fā)光體尺寸小，呈線(xiàn)狀，亮度高，容易被光學(xué)系統(tǒng)處理成便于使用的平行光源。氙燈的光譜是從紫外、可見(jiàn)到紅外的連續(xù)光譜，在可見(jiàn)區(qū)與太陽(yáng)光譜極其相似，并且輻射光強(qiáng)度可調(diào)。
2.發(fā)光裝置支架、箱體及光路調(diào)節(jié)采用鋼制結(jié)構(gòu)，自動(dòng)調(diào)節(jié)升降（0～1.5米）與照射角度（0～90度）；
3.采用高反射率反光板（反射率大于90%），成光學(xué)弧型角度，可將光源反射成平行光發(fā)出。
4.裝有四組大功率風(fēng)機(jī)，對(duì)發(fā)射光源環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，可對(duì)太陽(yáng)能熱水器、集熱器、電池板、太陽(yáng)能發(fā)電站等產(chǎn)品進(jìn)行直接照射。
2、主機(jī)電源控制柜
系統(tǒng)配用自主研發(fā)的高精度、高可靠性的精密光學(xué)儀器級(jí)*電源，有別于普通的照明級(jí)氙燈電源，系統(tǒng)即將配備的*設(shè)計(jì)的電源具有如下特點(diǎn)：
（1）LCD大屏幕液晶顯示屏，便于讀取工作數(shù)據(jù)；
（2）儀器使用精密光反饋裝置，使得光脈動(dòng)比普通系統(tǒng)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)；
（3）自動(dòng)觸發(fā)，全新設(shè)計(jì)的高可靠電子觸發(fā)裝置，您*不必?fù)?dān)心普通電源不易觸發(fā)的苦惱；
（4）燈泡已使用時(shí)間顯示，便于掌握更換燈泡的時(shí)間以及不同品牌燈泡品質(zhì)的比較；
（5）可按工作計(jì)劃預(yù)約定時(shí)啟動(dòng)，工作時(shí)間預(yù)約，定時(shí)關(guān)機(jī)，調(diào)節(jié)發(fā)光強(qiáng)度等功能；
（6）全新外觀，拒絕粗糙工藝，該電源系統(tǒng)在各項(xiàng)參數(shù)上已經(jīng)高于該類(lèi)進(jìn)口光學(xué)系統(tǒng)所配用電源的水平。
（7）自動(dòng)記錄與顯示：發(fā)光輻射強(qiáng)度，各點(diǎn)溫度，工作時(shí)間等數(shù)據(jù)；
（8）微機(jī)通訊接口：標(biāo)準(zhǔn)RS232/USB/RS485通訊接口，可用微機(jī)同時(shí)監(jiān)測(cè)與遙控光源；
由于氙燈點(diǎn)亮需要3萬(wàn)伏直流高壓激發(fā)完成，因此設(shè)有高壓裝置。采用12組高壓電源對(duì)每只燈管獨(dú)立控制，電源間形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)屏蔽之間干擾，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)對(duì)電源進(jìn)行風(fēng)冷降溫，金屬結(jié)構(gòu)機(jī)柜對(duì)高壓形成屏蔽，裝有漏電保護(hù)器以保證工作安全。
4、太陽(yáng)模擬系統(tǒng)智能控制柜它是模擬器系統(tǒng)的控制核心，智能控制柜安裝在操作室內(nèi)，對(duì)模擬器的所有操作全部由其完成，可以控制各路光源開(kāi)閉，光源亮度，遙控升降臺(tái)的位置，還可以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全工作狀態(tài)。
監(jiān)測(cè)主機(jī)采用高性能微處理器為主控CPU，大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可連續(xù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)6000條以上，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，便攜式防震結(jié)構(gòu)，大屏幕漢字液晶顯示屏(一屏顯示多路監(jiān)測(cè)要素,可替代微機(jī))，輕觸薄膜按鍵。適合在惡劣工業(yè)環(huán)境使用。即可與微機(jī)同時(shí)監(jiān)測(cè),又可以斷開(kāi)微機(jī)獨(dú)立監(jiān)測(cè)。控制開(kāi)關(guān)量：入16路 出16路
測(cè)量指標(biāo)：溫度：4路 風(fēng)速：1路 電壓：3路 電流：3路 環(huán)境溫濕度：1路 位置狀態(tài)等信息?？刂乒?尺寸：1100*800*750MM
光源的均勻性是太陽(yáng)模擬器的重要指標(biāo)，一般通過(guò)調(diào)整每只光源的亮度與位置只能改變大的均勻誤差。但精密均勻性調(diào)整必須通過(guò)光源均光板完成。均光板是一種金屬網(wǎng)格狀的透光裝置，是我公司的*產(chǎn)品，通過(guò)改變網(wǎng)格的密度，實(shí)現(xiàn)各點(diǎn)光的均勻性的調(diào)整，調(diào)整精度很高。其采用不銹鋼材料，耐高溫，不影響光譜質(zhì)量，尺寸：2.2米*1.7米安裝在距離光源0.6米的矩陣式發(fā)光裝置上，經(jīng)過(guò)均光板發(fā)出的光源均勻性較好，照射集熱器表面，滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。
6、模擬光源的自動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)與手持移動(dòng)雙重控制功能。
陽(yáng)光移動(dòng)手持監(jiān)控儀不但可以檢測(cè)模擬器的工作狀態(tài)，輻射強(qiáng)度，環(huán)境溫度，風(fēng)速等指標(biāo)，還可以控制光源點(diǎn)亮，升降臺(tái)角度調(diào)整，實(shí)現(xiàn)模擬器的全自動(dòng)操作。又可以聯(lián)網(wǎng)在異地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。讓測(cè)試人員遠(yuǎn)離模擬器輻射傷害對(duì)設(shè)備進(jìn)行遙控。
測(cè)量要素為：風(fēng)速，風(fēng)向，氣流，環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，太陽(yáng)輻射，露點(diǎn)，海拔高度，位置經(jīng)度緯度，電子羅盤(pán)，時(shí)間，GPS等指標(biāo)并可以登錄互聯(lián)網(wǎng)。
體積小巧，方便攜帶，是手中的遙控器；外形尺寸：148*60*28(mm)
整機(jī)重量：200克；顏色：黑色
儀器顯示3.2寸LED全彩色大屏幕電容式觸摸屏。
溫度：測(cè)量通道：4路；測(cè)溫范圍：0～150度；精度：±0.2℃
太陽(yáng)輻射強(qiáng)度：測(cè)量通道：1路；光譜范圍：280～3000nm；
功率范圍：0～2000W；測(cè)量精度：小于5%
（1）使用氙燈時(shí)，不可用手觸及燈管泡殼，點(diǎn)燃前用酒精棉球擦洗泡殼，以防手汗、油污、灰塵沾污泡殼，點(diǎn)燃后高溫會(huì)造成燈管玻璃結(jié)晶失透，影響光通量和壽命。
（2）安裝時(shí)不允許用手夾持氙燈泡殼，不允許有壓力或扭力作用于泡殼，應(yīng)用一只手夾持氙燈極管，另一只手用扳手旋緊六角螺帽。并注意，不可用力過(guò)大，以防氙燈破裂。
（3）氙燈正負(fù)極*不能接反，否則點(diǎn)燃幾分鐘后氙燈即報(bào)廢。氙燈工作電流大，電路引線(xiàn)保證良好接觸，必須定期檢查接頭情況，以免發(fā)熱，燒壞氙燈。
（4）氙燈壽命與開(kāi)關(guān)次數(shù)有一定關(guān)系，開(kāi)關(guān)次數(shù)減少，壽命就增加；反之，則加速泡殼發(fā)黑，縮短壽命。
電源要求：交流380伏，50A, 50/60HZ，三相五線(xiàn)制進(jìn)線(xiàn)，要求廠區(qū)供電帶漏電保護(hù)功能。設(shè)備需確保接地，設(shè)備接地是安全操作的保證，地線(xiàn)缺少可能導(dǎo)致安全事故，在缺乏接地保護(hù)的情況下，所有可接觸到的金屬導(dǎo)體（包括看似絕緣的開(kāi)關(guān)旋鈕和扶手）都可能是帶電的，可能對(duì)操作人員造成電擊。不要在有可燃?xì)怏w的環(huán)境中操作設(shè)備。
設(shè)備運(yùn)行中可能產(chǎn)生電火花，為了防止氣體燃燒和爆炸，請(qǐng)勿在此環(huán)境中操作。本設(shè)備請(qǐng)勿移除面板和蓋板，設(shè)備內(nèi)部具有高壓電和熱源，為了避免人身傷害，請(qǐng)勿打開(kāi)面板操作，在操作前請(qǐng)確保面板和蓋板正確安裝好。
