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新能源实验室New Energy Equipment
一、设备简介
2、主机电源控制柜
太阳能产品在室外自然环境下测试，受到气候条件影响的因素很多，经常满足不了测试要求，甚至有些地区常年不能测试。即使能够测试其结果误差也很大。这样一来对有些地区研究太阳能技术带来阻碍。我们参考了国外研究太阳能的经验及技术，开发了在室内测试太阳能产品的专业设备TRM-BLPD3型太阳能集热器室内模拟测试系统。其精度远远大于室外的测试方法，重复性好，测试效率较高，同时在室内可以模拟各种地区的自然环境，不受使用地区的环境限制，是研究与检测太阳能的理想装备。
太阳能集热器室内模拟测试系统的组成:
1.TRM-PD3型 矩阵式人工太阳模拟器(符合EN12975:2006标准的要求)
2.TRM-BL型 太阳能集热器测试系统
3.TRM-PT1型 太阳能集热器测试系统移动平台
1）光模拟器：包含灯架系统（2），冷天空（3），升降车架（4）和升降导轨
2）集热器测试平台：由集热器支架（7），x-y扫描机器人及其车架（8），通风单元（9），恒温器（10)
3）集热器支架：待检测的集热器将被安装其上，与灯架的角度和距离可中央控制和监测
二、技术参数
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名称 |
技术指标值 |
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光学性能参数 |
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光不均匀度 |
10％(均匀度可调) 模拟光源系统发光面的均匀度调整方为: 1.改变光源的位置；2.改变局部光源的亮度；3.改变冷天空的局部透光度(精密调整)。 |
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光不稳定度 |
5％（1 小时内） |
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光谱质量 |
符合EN12975:2006,ISO9806-1:1994 |
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光辐照度的可调范围 |
600～1200W/㎡ |
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调光方式 |
电子调光(电位器)。 手动控制每支灯管单独调光或自动控制整体全部调光。 |
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点亮熄灭方式 |
手动开关与微机控制双重功能可以开关每组光源。 |
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有效辐照面积 |
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氙灯寿命 |
1000～1500小时 |
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光源输出方式 |
平行光照射(通过反光罩形成平行光,平行光能量大于80%) |
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光源类型 |
特制的金属卤素灯（MHG）作为光源，它的光谱是从紫外、可见到红外的连续光谱，在可见区与太ca88通用app下载谱极其相似，并且辐射光强度可调。MHG灯中的稀土产生致密的多谱线光谱与连续光谱相符，与特制的玻璃过滤器结合，MHG灯提供的光谱分布非常接近自然太ca88通用app下载，符合EN12975:2006和ISO9806-1：1994相关标准。 |
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光源数量 |
16组 |
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冷却方式 |
风冷16组180瓦/台轴流风机对灯管通风冷却 |
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矩阵式发光装置升降台 |
采用承重墙单面固定或者地面四角支撑结构安装方式(根据现场情况设计)。 平台安装电动升降装置0到 全部钢制结构，表面防腐处理，喷塑工艺，自重(装完设备): 外形尺寸: 升降调整可以手动开关或微机自动控制, 通过改变两面高度,调整平面角度(0—90度)。 为了保证整体光源的均匀度，单个光源在灯架两维空间位置可调，范围(0-- 采用高反射率反光板（反射率大于90%），成光学弧型角度，可将光源反射成平行光发出。 装有12组大功率风机，对发射光源进行强制冷却。 |
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冷天空均光装置 |
光源工作时会产生大量的热能与光能，为了防止热能作用于集热器产生升温效应，必须将其过滤掉，致使热能不直接作用于产品 ，只有光能透过冷天空后辐射于集热器表面，使其产生光热效应,达到介质升温的功能.。 冷天空的另外功能是可以改变模拟光源的均匀度，通过改变冷天空密度的方式可以调整透光均匀度。 因此在光源出口系统设计了冷天空装置 ,其结构为两层平行的冷网，采用不锈钢材料制作，中间通冷风并与冷却器形成一体。冷天空直接固定在灯组上以便于靠近测试平面，冷却系统采用压缩机制冷技术与大功率平面风机结合，保证冷网温度:小于15度、功率:10KW .红外热辐射功率小于50瓦(光源发光 - 光源不发光环境温度下的差值) |
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主机电源控制柜 |
用于提供光源需求的直流电源，并完成每组光源的开关控制 装有16只电位器可手动对每路光源亮度进行调整，装有RS232通讯接口用于微机控制。 输入交流电压:AC220V 输出直流电压:DC:280V 单路功率: 3000W/路 总功率:36KW 输出开关量:12 路输出模拟量:12路 控制光源数量:16台 尺寸：1100*800*750 |
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高压电源控制柜 |
由于光源点亮需要3万伏直流高压激发完成，因此设有高压装置。采用12组高压电源对每只灯管独立控制，电源间形成网格结构以屏蔽之间干扰，两台风机对电源进行风冷降温，金属结构机柜对高压形成屏蔽，装有漏电保护器以保证工作安全。 |
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太阳模拟系统智能控制柜 |
完成太阳模拟系统的自动控制功能，装有智能控制器，完成对16路光源的状态控制。光辐射强度 (1路)、温度(8路)、风速 (2路)、环境温湿度 (1路)、电压,电流(3路)等信息。 同时控制(矩阵式发光装置升降台 )的升降位置(四点)，可根据异常状态，提供报警信息，以保证系统的安全运行。 智能控制器采用高性能微处理器为主控CPU，适合于无人状态下长期监测.主机按照工业控制标准化设计，便携式防振结构,适合在恶劣环境使用。 工作环境：现场交流电压:220伏，温度：-50～80℃，湿度：100％，尺寸：1100*800*750 |
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微机管理系统 |
管理微机安装于操作室内,人与设备分空间工作.微机软件在WINDOWS2000以上环境即可运行，多窗口界面显示模拟器的工作状态，并对异常情况报警,同时微机可以控制每个工作环节，实现系统的全自动化运行,与打印机相连自动打印存储数据，生成太阳模拟器工作图文报表及统计分析曲线,存储量达数年以上，数据存储格式为EXCEL标准格式可供其它软件调用。 |
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电学性能与环境参数 |
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系统供电功率 |
光源满负荷功率:36KW 实验室的热负荷:24kW 供电:交流：380V±5%，三相四线制 功率: 60KW 现场接地线 (接地电阻小于5欧) |
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工作环境要求 |
室内面积: 长 墙体受力强度：大于10KN； 基础：大于 四周装有大容量排风扇(排风量大于 环境温度：10--40度，环境湿度：小于70% 现场装有上下水管路,自来水压力. 距离光源 |
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监测参数 |
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表面温度 |
测量通道：8路； 测温范围：0～300度；精度：± |
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环境温湿度 |
1路湿度: 测量范围:0～100% 测量精度:±2%RH 1路温度: 测量范围:-20～ 测量精度:± |
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光辐射强度 |
测量通道：1路；光谱范围：280～3000nm； 功率范围：0～2000W；测量精度：小于5% |
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风速 |
2路0-- |
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位置安全传感器 |
4路红外光电式传感器,开关量输出 |
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电流电压 |
通道：各3路；电流: 测量范围：0～100A 电压:0—380V 精度:小于5% |
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状态指示 |
12路指示灯显示工作状态 |
三、系统组成及功能
1、矩阵式发光装置
1.选用超高气压线形长弧氙灯做光源。其共性是发光体尺寸小，呈线状，亮度高，容易被光学系统处理成便于使用的平行光源。氙灯的光谱是从紫外、可见到红外的连续光谱，在可见区与太ca88通用app下载谱极其相似，并且辐射光强度可调。
2.发光装置支架、箱体及光路调节采用钢制结构，自动调节升降（0～1.5米）与照射角度（0～90度）；
3.采用高反射率反光板（反射率大于90%），成光学弧型角度，可将光源反射成平行光发出。
4.装有四组大功率风机，对发射光源环境进行强制冷却，可对太阳能热水器、集热器、电池板、太阳能发电站等产品进行直接照射。
系统配用自主研发的高精度、高可靠性的精密光学仪器级专用电源，有别于普通的照明级氙灯电源，系统即将配备的最新设计的电源具有如下特点：
（1）LCD大屏幕液晶显示屏，便于读取工作数据；
（2）高端仪器才使用的精密光反馈装置，使得光脉动比普通系统降低一个数量级；
（3）自动触发，全新设计的高可靠电子触发装置，您完全不必担心普通电源不易触发的苦恼；
（4）灯泡已使用时间显示，便于掌握更换灯泡的时间以及不同品牌灯泡品质的比较；
（5）可按工作计划预约定时启动，工作时间预约，定时关机，调节发光强度等功能；
（6）全新外观，拒绝粗糙工艺，该电源系统在各项参数上已经高于该类进口光学系统所配用电源的水平。
（7）自动记录与显示：发光辐射强度，各点温度，工作时间等数据；
（8）微机通讯接口：标准RS232/USB/RS485通讯接口，可用微机同时监测与遥控光源；
3、高压电源控制柜
5、模拟光源均光板
由于氙灯点亮需要3万伏直流高压激发完成，因此设有高压装置。采用12组高压电源对每只灯管独立控制，电源间形成网格结构屏蔽之间干扰，两台风机对电源进行风冷降温，金属结构机柜对高压形成屏蔽，装有漏电保护器以保证工作安全。
4、太阳模拟系统智能控制柜它是模拟器系统的控制核心，智能控制柜安装在操作室内，对模拟器的所有操作全部由其完成，可以控制各路光源开闭，光源亮度，遥控升降台的位置，还可以监测系统的安全工作状态。
监测主机采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储数据6000条以上，工业控制标准设计，便携式防震结构，大屏幕汉字液晶显示屏(一屏显示多路监测要素,可替代微机)，轻触薄膜按键。适合在恶劣工业环境使用。即可与微机同时监测,又可以断开微机独立监测。控制开关量：入16路 出16路
测量指标：温度：4路 风速：1路 电压：3路 电流：3路 环境温湿度：1路 位置状态等信息。控制柜 尺寸：1100*800*750MM
光源的均匀性是太阳模拟器的重要指标，一般通过调整每只光源的亮度与位置只能改变大的均匀误差。但精密均匀性调整必须通过光源均光板完成。均光板是一种金属网格状的透光装置，通过改变网格的密度，实现各点光的均匀性的调整，调整精度很高。其采用不锈钢材料，耐高温，不影响光谱质量，尺寸：2.2米*1.7米安装在距离光源0.6米的矩阵式发光装置上，经过均光板发出的光源均匀性较好，照射集热器表面，满足试验要求。
6、模拟光源的自动控制系统系统设有现场微机与手持移动双重控制功能。
ca88通用app下载移动手持监控仪不但可以检测模拟器的工作状态，辐射强度，环境温度，风速等指标，还可以控制光源点亮，升降台角度调整，实现模拟器的全自动操作。又可以联网在异地实现远程控制。让测试人员远离模拟器辐射伤害对设备进行遥控。
测量要素为：风速，风向，气流，环境温度，环境湿度，太阳辐射，露点，海拔高度，位置经度纬度，电子罗盘，时间，GPS等指标并可以登录互联网。
体积小巧，方便携带，是手中的遥控器；外形尺寸：148*60*28(mm)
整机重量：200克；颜色：黑色
仪器显示与键盘采用国际最流行的3.2寸LED全彩色大屏幕电容式触摸屏。
温度：测量通道：4路；测温范围：0～150度；精度：±0.2℃
太阳辐射强度：测量通道：1路；光谱范围：280～3000nm；
功率范围：0～2000W；测量精度：小于5%
四、氙灯使用
（1）使用氙灯时，不可用手触及灯管泡壳，点燃前用酒精棉球擦洗泡壳，以防手汗、油污、灰尘沾污泡壳，点燃后高温会造成灯管玻璃结晶失透，影响光通量和寿命。
（2）安装时不允许用手夹持氙灯泡壳，不允许有压力或扭力作用于泡壳，应用一只手夹持氙灯极管，另一只手用扳手旋紧六角螺帽。并注意，不可用力过大，以防氙灯破裂。
（3）氙灯正负极绝对不能接反，否则点燃几分钟后氙灯即报废。氙灯工作电流大，电路引线保证良好接触，必须定期检查接头情况，以免发热，烧坏氙灯。
（4）氙灯寿命与开关次数有一定关系，开关次数减少，寿命就增加；反之，则加速泡壳发黑，缩短寿命。
五、安全需知
电源要求：交流380伏，50A, 50/60HZ，三相五线制进线，要求厂区供电带漏电保护功能。设备需确保接地，设备接地是安全操作的保证，地线缺少可能导致安全事故，在缺乏接地保护的情况下，所有可接触到的金属导体（包括看似绝缘的开关旋钮和扶手）都可能是带电的，可能对操作人员造成电击。不要在有可燃气体的环境中操作设备。
设备运行中可能产生电火花，为了防止气体燃烧和爆炸，请勿在此环境中操作。本设备请勿移除面板和盖板，设备内部具有高压电和热源，为了避免人身伤害，请勿打开面板操作，在操作前请确保面板和盖板正确安装好。
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