Конструкция оптической системы солнечного имитатора с высокой степенью коллимации и энергетической освещённости

Liu Shi, Zhang Guoyu, Sun Gaofei, Wang Lingyun, Gao Yujun

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Liu Shi, Zhang Guoyu, Sun Gaofei, Wang Lingyun, Gao Yujun Design of an optical system for a solar simulator with high collimation degree and high irradiance (Конструкция оптической системы солнечного имитатора с высокой степенью коллимации и энергетической освещённости) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 2. С. 64–70.

Liu Shi, Zhang Guoyu, Sun Gaofei, Wang Lingyun, Gao Yujun Design of an optical system for a solar simulator with high collimation degree and high irradiance (Конструкция оптической системы солнечного имитатора с высокой степенью коллимации и энергетической освещённости) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 2. P. 64–70.

Ссылка на англоязычную версию:

Shi Liu, Guoyu Zhang, Gaofei Sun, Lingyun Wang, and Yujun Gao, "Design of an optical system for a solar simulator with high collimation degree and high irradiance," Journal of Optical Technology. 84(2), 117-121 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000117

Аннотация:

Разработана конструкция нового типа оптической системы солнечного имитатора, позволяющая устранить обычное для солнечных имитаторов ограничение – невозможность одновременного достижения значения коллимационного угла 32¢ и облучённости в одну солнечную постоянную. Приняты во внимание следующие пять основных аспектов: гибридный конденсор, коллимирующая линза, полевая апертура, оптимизация оптического сумматора и эффекты неоднородности освещённости при дефокусировке проецирующего объектива. В результате, описанный в работе имитатор способен обеспечить коллимационный солнечный угол в 32¢ при величине энергетической освещённости в одну солнечную постоянную. При этом неоднородность освещённости при диаметре поля не более 100 мм составляет величину менее ±1,34%, а при диаметре 100–300 мм – менее ±3,8%.

Ключевые слова:

солнечный имитатор, конструирование оптических систем, коллимационный угол, энергетическая освещенность

Благодарность:

Авторы выражают благодарность профессору Zhang из Чаньчуньского университета науки и технологии за его критику и поддержку. Работа выполнена при финансовой поддержке Национального фонда естественных наук Китая (грант № 61603061) и Проекта развития науки и технологий провинции Цзилинь (грант № 20150520093JH).

Коды OCIS: 230.0230, 220.4830, 220.3620

Список источников:

1. Buchele D.R. Lens projection system for a solar simulator providing irradiance of 100 solar constants // Applied Optics. 1973. № 12. P. 355–358.
2. Olson R.A., Parker J.H. Carbon arc solar simulator // Applied Optics. 1991. V. 30. P. 1290–1293.
3. Bartera R.E., Riise H.N., Miller C.G. Solar simulators at the Jet Propulsion Laboratory // Applied Optics. 1970. V. 9. P. 1068–1074 .
4. Liebmann R. Solar simulator for a 3-m space environment chamber // Applied Optics. 1968. V. 7. P. 315–323.
5. Parretta A., Antonini A., Armani M., Nenna G., Flaminio G., Pellegrino M. Double-cavity radiometer for highflux density solar radiation measurements // Applied Optics. 2007. V. 46. P. 2166–2179.
6. Abdel Rahman H., Kirah K., Ghali H., Anis W. Simulation of an asymmetric contacted carbon nanotube for solar-energy harvesting // Applied Optics. 2014. V. 53. P. 1237–1241.
7. Domínguez C., Antón I., Sala G. Solar simulator for concentrator photovoltaic systems // Optics express. 2008. V. 16. P. 14894–14901.
8. Singh N.D., Moocarme M., Edelstein B., Punnoose N., Vuong L.T. Anomalously-large photo-induced magnetic response of metallic nanocolloids in aqueous solution using a solar simulator // Optics express. 2012. V. 20. P. 19214–19225.
9. Tremblay E.J., Loterie D., Moser C. Thermal phase change actuator for self-tracking solar concentration // Optics express. 2012. V. 20. P. A964–A976.
10. Park M., Oh K., Kim J., Shin H.W., Oh B.D. A tapered dielectric waveguide solar concentrator for a compound semiconductor photovoltaic cell // Optics express. 2010. V. 18. P. 1777–1787.
11. Waśniewski T. Processes of excitation and deactivation of excitation energy in organic wavelength transformers cooperating with solar photovoltaic cells // Applied Optics. 1992. V. 31. P. 2163–2167.
12. De Young R.J. Beam profile measurement of a solar-pumped iodine laser // Applied Optics. 1986. V. 25. P. 3850–3854.
13. Wilson A.D. Spectroscopic studies of small linear flashlamps for use as solar radiation simulators // Applied Optics. 1984. V. 23. P. 1305–1307.
14. Powell I. New concept for a system suitable for solar simulation // Applied Optics. 1980. V. 19. P. 329–334.